Istotą projektu było badanie bardzo niewielkiej ilości materii

Nr wniosku: 152792, nr raportu: 12652. Kierownik (z rap.): prof. dr hab. Ewa Wiesława Słaby
Istotą projektu było badanie bardzo niewielkiej ilości materii pozaziemskiej z użyciem metod, które
pozwoliłyby na rekonstrukcję warunków jej powstawania oraz warunków jej późniejszych zmian. Każda
nowa informacja na temat pochodzenia i ewolucji materii pozaziemskiej jest interesująca dla szerokiej
publiczności. Jest szereg tematów, które budzą takie zainteresowanie. Dwa z nich, które zostały poruszone w
niniejszym projekcie zostaną przedstawione po krótce. Jednym z nich jest kwestia istnienia i ewolucji
substancji lotnych na Marsie. Pośród substancji lotnych zrozumiałym zainteresowaniem cieszy się woda. Nie
ma już najmniejszych wątpliwości co do faktu, że woda jest obecna na Marsie. W chwili obecnej prowadzi
się badania nad oceną m.in. ile może jej zawierać wnętrze Marsa. Oszacowanie takie można zrobić
pośrednio badając stopy magmowe wytapiane w marsjańskim płaszczu. Są to stopy ciemne a powstałe z nich
skały są identyczne z ziemskimi bazaltami. Marsjańskie bazalty w postaci meteorytów można badać
bezpośrednio i jeden z nich NWA 2975 był badany w niniejszym projekcie. Szczególnie dokładnie zbadano
w nim fosforany, które w swoich strukturach zawierają substancje lotne, w tym wodę. Dla uzyskania
informacji, na podstawie której można wykonać rekonstrukcję środowiska ich krystalizacji, również
zawartość wody w tym środowisku, wykonano szereg oznaczeń z użyciem nowoczesnej aparatury w tym
synchrotronu czy mikroskopu bardzo wysokiej rozdzielczości (badania spektralne bardzo małej ilości
materii, lub jej obrazowanie). Aparatura taka jest konieczna, gdy chce się uzyskać skład materii o obszarze
mikro- i nanometrów, czego wymagały badania w niniejszym projekcie. Pozyskane informacje posłużyły do
rekonstrukcji ilości substancji lotnych (F, Cl, H2O) we wnętrzu Marsa, w stopie powstającym poprzez jego
wytapianie, w roztworach, które powstają poprzez odgazowanie tego stopu. W przybliżeniu można
powiedzieć, że badane marsjańskie bazalty powstają w warunkach podobnych do tych, jakie oglądamy np.
na Islandii, tj. w ryftach oceanicznych. Tak więc środowisko marsjańskie ma swoje odpowiedniki na Ziemi.
Badania nad obecnością i ilością substancji lotnych w środowiskach pozaziemskich ma szczególne znaczenie
przy prowadzeniu dyskusji nad istnieniem i zachowaniem środowiska abiotycznego, ale i nad potencjalnymi
możliwościami rozwoju środowiska biotycznego. Dyskusje te pośrednio dotyczą rozwoju życia na Ziemi. Są
integralną składową atrobiologii i niniejsze dane o abiotycznym środowisku Marsa były prezentowane na
konferencji tego typu: EANA (European Astrobiology Network Association) w 2014 roku w Edynburgu.
Innym zagadnieniem jest powstawanie kraterów impaktowych i generowanych przez nie zmian. Jeden z
najbardziej znanych meteorytów w Polsce Morasko wytworzył szereg takich kraterów w okolicach Poznania.
Impakt finalny jak i zderzenia z innymi ciałami podczas lotu powoduje szereg zmian również w meteorycie.
Badając skład meteorytu interesującą kwestią jest rozpoznanie jego składu i pochodzenia poszczególnych
składników go budujących. Powstaje m.in. pytanie, które z nich można przypisać pierwotnym procesom jego
powstawania, a jakie minerały lub zespoły minerałów są wynikiem procesów jego transportu ku powierzchni
Ziemi, zderzenia z tą powierzchnią. Morasko należy grupy meteorytów żelaznych (oktaedrytów
gruboziarnistych (IAB-MG)). Ma jednak w swoim składzie nodule z zespołem minerałów będących w
większości krzemianami. Powstaje pytanie, jak powstają takie enklawy, nie wzbogacone w żelazo. W
projekcie pozyskano nowe dane na temat ich powstawania i rozwoju. Nowe światło na to ostatnie
zagadnienie rzuciło badanie skaleni alkalicznych, pospolitych glinokrzemianów w skałach ziemskich a
raczej rzadkich minerałów w meteorytach, szczególnie w meteorytach żelaznych. Zbadano je znowu z
użyciem aparatury przydatnej do badań nikłej ilości próbki, dającej informację o koncentracjach
kilkudziesięciu pierwiastków w obszarze mniejszym niż 100 mikrometrów; mikroskopu o wysokiej
rozdzielczości i innych. Następnie użyto technik modelowania procesów krystalizacji dla sprawdzenia, czy
badany zespół minerałów może krystalizować razem w kolejnych epizodach progresywnie ewoluującego
procesu. Okazuje się, że skalenie alkaliczne nie mogą być finalnym produktem takiego ciągu krystalizacji.
Zaprzecza temu ich skład, zbadane w nich koncentracje pierwiastków śladowych. Jedyną możliwością ich
pojawienia się z takim składem jest włączenie w proces krystalizacji nowych stopów tj. impaktowych.
Meteoryt uderzając w podłoże bogate w krzemiany powoduje jego wytopienie. Uderzenie również powoduje
i częściowe nadtopienie meteorytu. Mieszanie tak powstałych stopów może dać w efekcie krystalizację
skaleni alkalicznych. Pojawiają się one jako ostatnie i wypełniają wolne przestrzenie. Krystalizują szybko,
zamykając w sobie inne minerały. Tak więc są one pełne inkluzji równocześnie zarodkujących i
krystalizujących tych innych minerałów. Podobne twory obserwowane w meteorycie z Czelabińska.
Ostatnim osiągnięciem projektu (łączy je z dwoma poprzednimi użycie wielonarzędziowego warsztatu
badań) jest zbadanie i udowodnienie, że skalenie alkaliczne w skałach na wczesnym etapie procesu
metamorfizmu (zmian wywoływanych wysoką temperaturą i ciśnieniem), które do tej pory uważane były za
nieme (nieodtwarzające procesu zmian) takie procesy jednak rejestrują. Ich identyfikacja jest trudna, gdyż są
to zmiany bardzo subtelne. Tematem projektu było użycie wielonarzędziowego warsztatu badań.
Identyfikacja takich zmian wymaga racjonalnie dobranego warsztatu wielu narzędzi, które są w stanie
odtworzyć nawet niewielkie zmiany, np. pełzające przemieszczanie pierwiastków śladowych wewnątrz
struktury i inne, a w tym przypadku takie są wynikiem działania zwiększonego ciśnienia, czy temperatury.