Метеорит Шассиньи в кросс-поляризованном свете. В этом метеорите преобладает минерал оливин. Зерна имеют диаметр примерно 0,5 миллиметра. Фото: Океанографический институт Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Марс имеет отчетливую структуру мантии и коры с различимыми резервуарами, и это известно благодаря метеоритам, которые ученые из Океанографического института Скриппса в Калифорнийском университете в Сан-Диего и его коллеги анализировали на Земле.
Метеориты, образовавшиеся примерно 1,3 миллиарда лет назад, а затем выброшенные с Марса, были собраны учеными в Антарктиде и Африке в последние десятилетия. Геолог-океанограф Скриппса Джеймс Дэй и его коллеги сообщают 31 мая в журнале Science Advances об анализе химического состава этих образцов с Красной планеты.
Эти результаты важны не только для понимания того, как формировался и развивался Марс, но и для предоставления точных данных, которые могут быть использованы в недавних миссиях НАСА, таких как Insight and Perseverance и Mars Sample Return, сказал руководитель исследования Дэй.
«Марсианские метеориты — единственные физические материалы, которые мы имеем с Марса», — сказал Дэй. «Они позволяют нам проводить точные и точные измерения, а затем количественно оценивать процессы, происходящие на Марсе и вблизи марсианской поверхности. Они предоставляют прямую информацию о составе Марса, которая может обосновать достоверность научных исследований, таких как текущие операции марсохода Perseverance, происходящие там». «
Команда Дэя составила свой отчет о формировании Марса, используя образцы метеоритов, добытых из одного и того же вулкана, известных как нахлиты и хасигниты. Около 11 миллионов лет назад сильный метеоритный удар на Марс оторвал части планеты и отправил камни в космос. Некоторые из них приземлились на Землю в виде метеоритов, причем первый из них был обнаружен в 1815 году в Шассиньи, Франция, а затем в 1905 году в Нахле, Египет.
С тех пор еще больше таких метеоритов было обнаружено в таких местах, как Мавритания и Антарктида. Ученые могут идентифицировать Марс как место своего происхождения, потому что эти метеориты относительно молоды, происходят с недавно активной планеты, имеют другой состав обильного элемента кислорода по сравнению с Землей и сохраняют состав атмосферы Марса, измеренный на поверхности с помощью посадочные аппараты «Викинг» в 1970-х годах.
Метеорит Нахла. Размер изображения четыре сантиметра в поперечнике. Фото: Океанографический институт Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Команда проанализировала два ключевых типа метеоритов: нахлит и чассигнит. Нахлиты являются базальтовыми, похожими на лавы, извергающиеся сегодня в Исландии и на Гавайях, но они богаты минералом, называемым клинопироксеном. Чассигниты состоят почти исключительно из минерала оливина. На Земле базальты являются основным компонентом земной коры, особенно под океанами, а в ее мантии много оливинов.
То же самое верно и на Марсе. Команда показала, что эти породы связаны друг с другом посредством процесса, известного как фракционная кристаллизация внутри вулкана, в котором они образовались. Используя состав этих пород, они также показывают, что некоторые из расплавленных нахлитов включали в себя части коры, расположенные близко к поверхности, которые также взаимодействовали с атмосферой Марса.
«Определив, что нахлиты и хасигниты происходят из одной и той же вулканической системы и что они взаимодействовали с марсианской корой, которая была изменена атмосферными взаимодействиями, мы можем идентифицировать новый тип горных пород на Марсе», — сказал Дэй. «Благодаря существующей коллекции марсианских метеоритов, все из которых имеют вулканическое происхождение, мы можем лучше понять внутреннюю структуру Марса».
Команда смогла сделать это благодаря отличительным химическим характеристикам нахлитов и хасигнитов, а также характерному составу других марсианских метеоритов. Они показывают измененную атмосферой верхнюю часть коры Марса, сложную более глубокую кору и мантию, в которой плюмы из глубин Марса проникли до основания коры, в то время как недра Марса, сформировавшиеся на ранних этапах его эволюции, также расплавились, образуя отчетливые виды вулканов.
«Что примечательно, так это то, что вулканизм Марса имеет невероятное сходство с земным, но также и различия», — сказал Дэй. «С одной стороны, нахлиты и хасигниты образовались аналогично недавнему вулканизму в таких местах, как Оаху на Гавайях. Там вновь образовавшиеся вулканы давят на мантию, создавая тектонические силы, которые вызывают дальнейший вулканизм».
«С другой стороны, резервуары на Марсе чрезвычайно древние и отделились друг от друга вскоре после образования Красной планеты. На Земле тектоника плит помогла с течением времени снова смешать резервуары. В этом смысле Марс обеспечивает важное связующее звено между как могла выглядеть ранняя Земля по сравнению с тем, как она выглядит сегодня».
Помимо Дэя, в исследовании внесли свой вклад Марин Паке из Scripps Oceanography и его коллеги из Университета Невады в Лас-Вегасе и Национального центра научных исследований Франции.
Информация от: Калифорнийским университетом в Сан-Диего.
