Sciencemag.cz
Doporučujeme
V průběhu milionů let se v sedimentárních horninách formovaly železité konkrece – malé kulovité útvary bohaté na železo, o velikosti od několika milimetrů až po několik centimetrů. Vědci z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, kteří studovali tyto konkrece v pískovcích Utahu, objevili překvapivě složité magnetické vzorce. Výzkum ukázal, že tyto útvary obsahují různé magnetické složky s odlišnou orientací, což naznačuje, že během svého dlouhodobého vývoje postupně zaznamenávaly změny zemského magnetického pole. Tento objev přináší nejen pohled na geologické procesy na Zemi, ale má význam i pro pochopení podobných struktur nalezených na Marsu.
Co nám prozradily kuličky z Utahu?
Výzkumný tým využil širokou škálu metod k analýze utahských konkrecí. Pomocí demagnetizačních testů, chemických analýz a počítačového modelování zjistili, že hlavním magnetickým minerálem v konkrecích je krevel neboli hematit (Fe₂O₃). Jeho přítomnost potvrdili zahřátím vzorků na 700 °C – teplotu, při které hematit ztrácí svou magnetickou paměť. Vědci objevili, že konkrece obsahují více magnetických složek s různými směry, což lze vysvětlit třemi způsoby:
• Konkrece mohly během svého dlouhého vývoje postupně zaznamenávat změny směru zemského magnetického pole.
• Jejich magnetické vlastnosti se mohly změnit působením chemických procesů po jejich vzniku.
• Mohlo jít o kombinaci obou procesů spolu s fyzickým zvětráváním a diagenezí (přeměnou horniny po uložení sedimentu).
“Když jsme konkrece prozkoumali elektronovým mikroskopem, odhalili jsme jejich zajímavou dvoufázovou strukturu,” vysvětluje hlavní autorka studie, geoložka z Přírodovědecké fakulty UK Lucie Smrčinová. “Drobné krystaly hematitu (10–20 μm) jsou zasazeny v základní hmotě tvořené goethitem (FeO(OH)), – železitým minerálem běžným v půdách a zvětralých horninách, který se časem může přeměnit na hematit.”
Tento dvoufázová struktura naznačuje, že konkrece vznikaly ve dvou krocích: Nejprve se rychle vysrážely železité hydroxidy ( z podzemní vody bohaté na železo) a následně prošly dlouhodobou mineralogickou přeměnou na hematit. Tento proces mohl v konkrecích uchovat otisky změn magnetického pole v průběhu milionů let.
Co to znamená pro výzkum Marsu?
“Na Marsu objevil rover Opportunity v roce 2004 podobné železité konkrece, kterým se pro jejich tvar a velikost začalo přezdívat ‚borůvky‘,“ vysvětluje spoluautor studie, docent Günther Kletetschka z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy. „Tyto marsovské kuličky jsou, stejně jako ty pozemské, tvořeny převážně hematitem. To je velmi zajímavé zjištění, protože přítomnost hematitu na Marsu naznačuje, že v místě jejich vzniku mohla být kdysi kapalná voda.“
Musíme být ale opatrní při srovnávání Země a Marsu. Podmínky na rudé planetě jsou totiž výrazně odlišné:
• Panují zde mnohem nižší teploty
• Voda má jinou chemii a kyselost (pH)
• V době vzniku konkrecí zde chybělo silné magnetické pole
• Zvětrávací procesy probíhají jinak než na Zemi
I když je přímé srovnání pozemských a marsovských konkrecí složité, pokračující výzkum na obou planetách nám může přinést důležité odpovědi. Vědci plánují provést:
• Nové paleomagnetické analýzy pozemských konkrecí
• Přesnější datování jejich stáří
• Detailní studium procesu, jakým konkrece uchovávají magnetické záznamy
Tyto výzkumy nám pomohou lépe pochopit, jak spolehlivě konkrece zachycují informace o dávné minulosti. Získané poznatky by pak mohly pomoci při vývoji metod pro studium marsovských „borůvek“ – a tím i k rekonstrukci podmínek, které kdysi panovaly na rudé planetě.
Shrnutí: Od malých konkrecí k velkým objevům
Výzkum železitých konkrecí přináší překvapivé zjištění o minulosti naší planety i Marsu. Tyto drobné kulovité útvary v sobě ukrývají mnohem více informací, než by se na první pohled mohlo zdát. Jejich složení a magnetické vlastnosti na Zemi zaznamenávají změny prostředí v průběhu milionů let, což vědcům pomáhá rekonstruovat vývoj geologických procesů a změny magnetického pole naší planety.
Podobné útvary, kterým se pro jejich vzhled přezdívá „borůvky“, byly objeveny i na Marsu. Jejich přítomnost může obsahovat důkazy o tom, že na rudé planetě kdysi existovala voda. Navíc by v sobě mohly uchovávat záznamy o dávném marsovském magnetickém poli a pomoci nám tak lépe pochopit podmínky, které na této planetě v minulosti panovaly.
I když musíme být při srovnávání pozemských a marsovských konkrecí opatrní – podmínky na obou planetách se totiž výrazně liší – jejich studium nám otevírá fascinující pohled do historie dvou světů. Podrobné výsledky výzkumu najdete v odborném článku, který je volně dostupný.
Smrcinova, L., Kletetschka, G. Navajo Sandstone concretions record extended magnetic chronology. Sci Rep 15, 4204 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-88029-w
