11 миллионов лет назад Марс был холодным, сухим и мертвым миром, таким же, каким он является сейчас. Что-то врезалось в несчастную планету, отправив обломки в космос. Часть этих обломков добралась до Земли, попала в ящик университета Пердью, а затем о ней забыли.
До 1931 года, когда ученые изучили и поняли, что оно пришло прямо с Марса. Что он рассказал им о Красной планете?
11 миллионов лет назад Гималаи возвышались на более теплой и влажной Земле. Ранние виды обезьян поселились в Африке, покрытой тропическими лесами. Разнообразные виды млекопитающих бродили по континентам.
В то же время на Марсе холодный ветер пронесся над высушенным, одиноким миром. Тонкая атмосфера планеты является слабым барьером для метеоритов, а изрытая кратерами поверхность планеты свидетельствует о ее наготе. Некоторые удары были достаточно мощными, чтобы выбросить обломки в космос за пределы гравитационного притяжения планеты. Метеорит в ящике — один из таких обломков.
«Многие метеороиды образуются в результате ударов о Марс и другие планетарные тела, но лишь немногие из них в конечном итоге упадут на Землю».
Марисса Трембле, Университет Пердью
Метеорит был давно забыт в месте хранения до 1931 года. Ученые идентифицировали его как кусок Марса, и теперь новые исследования открывают подсказки о прошлом Марса, спрятанные в 800-граммовом куске камня.
11 миллионов лет назад — это небольшой срок с геологической и планетарной точки зрения, и это число прекрасно вписывается в воображение большинства людей. Но у камня есть глубокие временные корни, и метеорит, достигший Земли, представляет собой магматическую породу, возраст которой составляет 1,4 миллиарда лет. Такое количество времени труднее понять, но наука достигает своих лучших результатов, когда она открывает человеческие умы для более полного понимания природы.
Метеорит, названный «Лафайет» в честь города в Индиане, где находится Университет Пердью, стал предметом нового исследования, опубликованного в журнале Geochemical Perspectives Letters. Он называется «Датирование недавней водной активности на Марсе», а его ведущий автор — Марисса Трембле. Трембле — доцент кафедры наук о Земле, атмосфере и планетах (EAPS) Университета Пердью.
Существует множество доказательств того, что некоторые минералы на Марсе образовались в присутствии воды. Хотя сам Лафайет представляет собой магматическую породу возрастом 1,4 миллиарда лет, некоторые содержащиеся в нем минералы моложе.
«Таким образом, датирование этих минералов может сказать нам, когда в геологическом прошлом планеты на поверхности Марса или вблизи нее была жидкая вода», — сказал Трембле. «Мы датировали эти минералы в марсианском метеорите Лафайет и обнаружили, что они образовались 742 миллиона лет назад. Мы не думаем, что в то время на поверхности Марса было много жидкой воды. Вместо этого мы думаем, что вода возникла в результате таяния близлежащего подземного льда, называемого вечной мерзлотой, и что таяние вечной мерзлоты было вызвано магматической активностью, которая периодически происходит на Марсе и по сей день».
Лафайет — один из метеоритов Нахлит, магматической породы, образовавшейся из базальтовой лавы около 1,4 миллиарда лет назад. Ученые полагают, что эти породы образовались в одном из крупных вулканических регионов Марса: Элизиуме, Большом Сиртисе или самом большом из них, Тарсисе, где находятся три щитовых вулкана, Тарсис Монтес.
Древние породы и содержащиеся в них минералы содержат информацию о древнем прошлом Марса. История гидрологического цикла Марса является ключевой целью нашего продолжающегося изучения Марса. Это исследование сосредоточено на конкретном минерале в Лафайете, называемом иддингсит. Он образуется при выветривании базальта в присутствии воды.
Трудность с метеоритами и содержащимися в них подсказками о древнем Марсе заключается в том, что они подверглись воздействию и потенциально изменились под воздействием тепла первоначального удара и тепла входа в атмосферу Земли. Химические сигналы, присущие горным породам, могут стать запутанными. Но Лафайет другой. Ясно, что он был отброшен с Марса 11 миллионов лет назад.
«Мы знаем это, потому что после того, как метеорит был выброшен с Марса, он подвергся бомбардировке частицами космических лучей в космическом пространстве, что привело к образованию определенных изотопов в Лафайете», — говорит Трембле. «Многие метеороиды образуются в результате ударов о Марс и другие планетарные тела, но лишь немногие из них в конечном итоге упадут на Землю».
«На возраст мог повлиять удар, который выбросил метеорит Лафайет с Марса, нагрев, который Лафайет испытал в течение 11 миллионов лет, когда он плавал в космосе, или нагрев, который Лафайет испытал, когда он упал на Землю и немного сгорел. в атмосфере Земли», — сказал Трамбле. «Но мы смогли продемонстрировать, что ни одна из этих вещей не повлияла на возраст изменений водянистой жидкости у Лафайета».
Соавтор исследования Райан Икерт — старший научный сотрудник EAPS Purdue. Икерт использует тяжелые радиоактивные и стабильные изотопы для изучения геологических процессов с течением времени. Он показал, насколько проблематичны изотопные данные, используемые для определения времени взаимодействия воды и горных пород на Марсе, и что эти данные, вероятно, были загрязнены другими процессами. По словам Икерта, на этот раз он и его коллеги все сделали правильно.
«У этого метеорита есть уникальные доказательства того, что он вступил в реакцию с водой. Точная дата этого события была спорной, а наша публикация датируется периодом присутствия воды», — говорит он.
Исследователи использовали новую технику с использованием изотопов аргона 40 и аргона 39, чтобы датировать воздействие Лафайета на воду и образование иддингсита. Это показало им, что воздействие произошло 742 миллиона лет назад. Их объяснение состоит в том, что магматическая активность растопила подземный лед, и вода впоследствии проникла в трещины магматической породы, превратив часть оливина в иддингсит.
Все это из-за метеорита, затерянного в ящике стола.
Солнечная система – это загадка. Это артефакт упорядоченной сложности Природы, но в то же время он сформирован стойким хаосом Природы. Каждая молекула, каждый крошечный кусочек породы, включая метеорит Лафайет, являются его частью. Каждая деталь содержит ключ к разгадке головоломки.
«Мы можем идентифицировать метеориты, изучая, какие минералы в них присутствуют, и взаимоотношения между этими минералами внутри метеорита», — сказал Трамбле. «Метеориты часто плотнее земных пород, содержат металл и обладают магнитными свойствами. Мы также можем искать такие вещи, как термоядерная кора, которая образуется при входе в атмосферу Земли. Наконец, мы можем использовать химический состав метеоритов (в частности, их изотопный состав кислорода), чтобы определить, из какого планетарного тела они произошли или к какому типу метеорита он принадлежит».
Датировать эти камни, эти кусочки головоломки сложно. Тем не менее, это исследование добилось прогресса благодаря разработке нового способа датировки минералов в метеорите Лафайет.
«Мы продемонстрировали надежный способ датирования минералов изменений в метеоритах, который можно применить к другим метеоритам и планетным телам, чтобы понять, когда могла присутствовать жидкая вода», — заключил Трембле.
