Torsdag 27.7.2017 - Uke 30

logo

Samarbeidspartnere

Svaret på hvordan livet oppstod på Jorden, finnes kanskje på Mars. Men både klimaet og atmosfæren må ha vært riktig for at liv kan oppstå, nettopp dette kan de minste mineralene, leirmineralene, muligens svare på.


140x191 saetreChristian Sætre er PhD-student ved Institutt for Geofag ved Universitet i Oslo.

 

Han er geolog og jobber med leirmineraldannelse på Jorden og Mars.

 

Dette er hans bidrag til vår nasjonale formidlingskonkurranse.

 

Les mer om konkurransen her

530x222 fig1Planeten Mars med tydelige overflatestrukturer til venstre (med tillatelse fra NASA/JPL-Caltech). Leirmineralet Kaolinitt (Ka) til høyre, merk skalaen i mikrometer

På Jorden er flytende vann helt avgjørende for utviklingen av liv, og dette vil trolig også være tilfellet for Mars. På den lille røde planeten ligger ikke dagens forhold til rette for flytende vann. Men det finnes polar is som kan ha vært flytende i tidligere tider, både på overflaten og i undergrunnen.

I motsetning til Jorden har ikke Mars platetektonikk som danner fjell og fortærer jordskorpe. Dette gjør at Mars’ overflate nesten ikke har forandret seg på over 3,5 milliarder år, og at man i den kan lese og lære planetens historie. Har det vært liv på Mars, var det nok i form av mikroskopisk liv – ikke sivilisasjoner eller intelligente vesener.

Så hvorfor lete i det hele tatt? Siden overflaten på Mars har vært uforandret i så lang tid, kan en muligens finne spor etter de aller første livsformene. Dette igjen kan gi svaret på hvordan livet på Jorden oppsto.

Platetektonikk: Teorien om hvordan stive ytre jordskall beveger seg relativt til hverandre og forklarer dannelsen av fjellkjeder, jordskjelv, vulkanisme m.m.


NIRS: Near Infrared Spectroscopy. Analysemetode som registrerer intensiteten til reflektert lys (ultrafiolettområdet i det elektromagnetiske spekteret). 


XRD-analyse: Røntgendiffraksjon. Metode hvor reflekterte røntgenstråler registreres. Disse viser hvordan krystallstrukturen er bygd opp.

Mineraler fungerer som byggeklosser i bergarter, og det finnes over 4.600 ulike typer. Når en bergart forvitrer, omdannes mineralene til nye forvitringsmineraler. Hvilke typer som dannes, avhenger av den kjemiske sammensetningen til bergarten som forvitrer, samt forholdene under omdannelsen. Temperatur, tilgang på vann, pH og saltinnhold er blant faktorene som spiller inn.

En kan studere betingelsene for når et bestemt mineral dannes, ved å framstille mineralet i et laboratorium. Dette gjøres ved å teste ut, for eksempel, hvor mye vann som må være til stede, og hvor viktig saltkonsentrasjonen er for omdannelsen. Rent praktisk skjer dette ved at en plasserer en bergartsprøve i en modifisert trykkoker, sammen med andre ingredienser for å skape et bestemt ønsket geokjemisk miljø.

For å få prosessen til å gå hurtigere enn i naturen varmes ovnen opp til noen hundre grader, og trykket økes betraktelig. Slik vil omdannelsen skje i løpet av noen uker til måneder. I naturen vil den samme omdannelsen ta alt fra noen titalls tusen til flere millioner år.

Leirmineraler er en stor mineralgruppe som kun dannes der det er vann. På Jorden er disse mineralene svært vanlige, noe som kommer av at de ofte dannes når mineraler i feltspatgruppen forvitrer. 60 prosent av mineralene i jordskorpen er feltspater, og de utgjør majoriteten av byggeklossene i den vulkanske bergarten basalt. Denne mørke bergarten blir til når silikatfattig lava fra en vulkan størkner; Hawaii og Island består nesten utelukkende av denne bergarten.

På Mars, som på Jorden, er basalt en vanlig bergart. Påvisning av leirmineraler vil derfor gi en sterk indikasjon på at vann har vært til stede i flytende form og deltatt i omdannelse av feltspatmineraler i basalten.

Det er indirekte påvist leirmineraler på Mars, men for å være sikker, og for å finne ut hvilke typer mineraler det er, trengs nøyaktige analyser. Ulempen med leirmineraler er at de er veldig små, under 2 µm (se bilde over). Dette gjør at det kreves avansert utstyr for å identifisere mineralene.

530x280 fig2Til venstre: Selfie av NASA-roveren Curiosity på Mars overflate (med tillatelse fra NASA/JPL-Caltech). Til høyre: ESAs Mars Express satellitt (©ESA–D. Ducros)

På Jorden kan en nøyaktig identifisere leirmineraler i et laboratorium, for eksempel med XRD-analyser. En slik maskin finnes på NASA-roveren Curiosity. Selv om roveren kommer til å være aktiv på Mars i mange år, vil den bare undersøke et veldig lite område av overflaten. For å få undersøkt hele planeten må en benytte andre metoder, som satellitter og nær infrarød spektroskopi (NIRS).

Ved en slik metode identifiseres den unike refleksjonssignaturen alle mineraler har i den infrarøde delen av det elektromagnetiske spektrumet. For å lette identifikasjonsarbeidet analyseres kjente mineraler på Jorden for å finne deres refleksjonssignatur. Slik kan en kanskje finne de små mineralene som viser at det har vært flytende vann på Mars samtidig med riktig temperatur, pH og atmosfærisk sammensetning som kan tillate liv.

Dette er uvurderlig informasjon i jakten på tidligere liv på Mars, og kanskje kan det løse gåten om hvordan livet oppstod på Jorden.

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

29


Redaktør: Denne e-postadressen er beskyttet mot programmer som samler e-postadresser. Du må aktivere javaskript for å kunne se den.å

Om: Info om Geoforskning.no

Annonsere: Informasjon og priser

Kontakt: Kontaktinformasjon Tips oss

Webløsning ©2013-15 av Web Norge. Skjerm: