دانشمندان ناسا بعد از مدت‌ها تحقیق موفق شدند از راز پیدایش ماده کمیاب تریدیمیت در سیاره مریخ و دهانه گیل پرده برداری کنند.
در سال ۲۰۱۶، مریخ نورد «کنجکاوی» در دهانه گیل مریخ با ماده‌ای به شدت عجیب مواجه شد.
در دامنه کوه شارپ (قله‌ای در مرکز دهانه گیل)، جایی که کاوشگر کنجکاوی فعالیت می‌کرد، مقادیر زیادی از یک ماده معدنی کمیاب کشف شد؛ این ماده حداقل در اینجا و روی زمین نادر محسوب می‌شود؛ تریدیمیت، شکلی از کوارتز است و طبق تئوری شیمیدانان به ندرت و در دمای بالا، مانند دمایی که در ماگما وجود دارد، تشکیل می‌شود.
اگرچه تاریخچه‌ی مریخ، شواهد گسترده‌ای از فعالیت‌های آتشفشانی بازالتی را در برخی از مناطق سیاره سرخ نشان می‌دهد، اما دهانه گیل که زمانی مملو از آب بود، یکی از آن مناطق آتشفشانی محسوب نمی‌شود. به همین دلیل است که دانشمندان با کشف تریدیمیت در دهانه گیل دچار سردرگمی و شگفتی شده‌اند.
اکنون تیمی به رهبری والری پایره، دانشمند سیاره شناسی از دانشگاه آریزونا، موفق به پرده‌برداری از این راز شده‌اند: این تریدیمیت می‌تواند از فوران آتشفشانی در حدود ۳ تا ۳.۷ میلیارد سال پیش به وجود آمده باشد.
دهانه گیل مریخ در گذشته مملو از آب بوده است
کریستن سیباخ، زمین شناس مریخ از دانشگاه رایس، می‌گوید: «کشف تریدیمیت درون گِل‌سنگی در دهانه گیل، یکی از شگفت‌انگیز ترین مشاهداتی است که مریخ نورد کنجکاوی در ۱۰ سال کاوش مریخ انجام داده است».
تریدیمیت معمولا با نحوه شکل‌گیری کوارتز و سیستم‌های آتشفشانی، انفجاری و تکامل‌یافته روی زمین مرتبط است، اما ما این ماده معدنی را در کف دریاچه‌ای باستانی در مریخ پیدا کریم؛ جایی که بیشتر آتشفشان‌ها بسیار ابتدایی هستند».
از آنجایی که انسان عملا نمی‌تواند به مریخ برود (حداقل در بازه فعلی)، دانشمندان دو ابزار برای بررسی این معما در اختیار داشتند: ذخایر تریدیمیت که در روی زمین یافت شده‌اند و نمونه‌های معدنی جمع‌آوری شده از دهانه گیل و کوه شارپ، توسط کنجکاوی که داده‌های خود را به زمین می‌فرستد.
اینجا بود که پایره و همکارانش به رویکرد منطقی‌تر رجوع کردند. عقل حکم می‌کرد که اول به سراغ زمین بروند. هر مورد کشف شده از تریدیمیت و شرایطی که تحت آن تشکیل شده بود، به دقت مورد بررسی قرار گرفت.
سپس، آنها داده‌های جمع‌آوری شده در مورد ترکیب بستر دریاچه رسوبی خشک‌شده در دهانه گیل را مورد بررسی قرار دادند.
تریدیمیت در دمای بالاتر از ۸۷۰ درجه سانتیگراد (۱۶۰۰ درجه فارنهایت) تشکیل می‌شود و در دمای ۱۴۷۰ درجه سانتیگراد به فازی با نام کریستوبالیت وارد می‌شود. هر دوی این فرم‌ها در یک لایه از دامنه کوه شارپ مریخ شناسایی شدند.
علاوه بر این، کاوشگر کنجکاوی کانی‌های فلدسپات و سیلیس اوپالین را در این ناحیه‌ی مریخ مشاهده کرد که در نقاط آتشفشانی زمین هم یافت می‌شود.
تریدیمیت، یکی از زیباترین ساختارهای بلوری جهان
کنار هم قرار دادن این قطعات منجر به شکل‌گیری یک سناریوی جذاب می‌شود که شامل اتاقی ماگمایی در زیر دهانه گیل با قدمتی چند میلیاردی می‌شود. تیم تحقیقاتی ناسا بر این باور است که این اتاق برای مدتی بیشتر از حد معمول در زیر دریاچه فعالیت کرده است.
در طی این مدت، خنک‌سازی منجر به فرآیندی به نام کریستالیزاسیون جزئی، حذف و جداسازی مواد معدنی برای تولید سیلیس اضافی می‌شود.
هنگامی که نهایتا محفظه فوران کرد، این کار را با یک انفجار بزرگ عملی کرد که خاکستر حاوی سیلیس – که اکنون به شکل تریدیمیت است – به هوا پرتاب شد تا دوباره به دریاچه گیل مریخ و شاخه‌های اطراف آن ببارد.
به گفته محققان، این آب‌ها، ماده‌ی معدنی مذکور را ته‌نشین و در لایه‌های گوناگون ذخیره کردند که اکنون توسط کنجکاوی مشاهده می‌شود.
سیباخ توضیح داد: «در واقع تریدیمیت یک تکامل مستقیم از سنگ‌های آتشفشانی دیگری است که در دهانه آتشفشان پیدا کرده‌ایم».
«استدلال ما بدین گونه است که چون این ماده معدنی را فقط یک بار مشاهده کردیم و در یک لایه متمرکز شده بود، احتمالا آتشفشان همزمان با حضور دریاچه فوران کرده است. البته باید اشاره کنم که نمونه‌ی خاصی که ما آنالیز کردیم خاکستر آتشفشانی خالص نبود، بلکه خاکستری بود که دچار هوازدگی و ته‌نشینی شده بود».
فوران سیلیسی، یک نوع فوران آتشفشانی تکامل یافته است که با آتشفشان بازالتی که پیش از این به فراوانی در مریخ مشاهده شده بود، متفاوت است. تحقیقات تیم ناسا نشان می‌دهد که سیاره سرخ احتمالا تاریخچه‌ی آتشفشانی بسیار پیچیده‌تری نسبت به تصورات ما دارد.
به گفته تیم ناسا، ماموریت‌های آتی باید به دنبال شواهدی از نمونه‌های دیگر این آتشفشان‌های تکامل‌یافته باشند تا زمان دقیق و نحوه‌ی وقوع آنها در مریخ مشخص شود.
آنها در یکی از جملات کلیدی مقاله خود نوشتند: «مریخ فقط یک دنیای بازالتی نیست»
