|
Метеориты помогают понять устройство Марса
|
|
|
|
Из более чем 74 000 известных метеоритов — камней, которые падают на Землю с астероидов или планет, сталкивающихся друг с другом, — только около 385 камней были привезены с планеты Марс.
|
|
|
|
Ученым не так уж трудно догадаться, что эти метеориты прилетели с Марса. Различные посадочные аппараты и роверы исследовали поверхность Марса на протяжении десятилетий. Некоторые из ранних миссий — посадочные аппараты "Викинг" — имели оборудование для измерения состава атмосферы планеты. Ученые доказали, что в некоторых из этих метеоритов можно увидеть отражение уникального состава атмосферы Марса.
|
|
|
|
На Марсе также есть уникальный кислород. Все на Земле, включая людей и воздух, которым мы дышим, состоит из трех изотопов кислорода определенного состава: кислорода-16, кислорода-17 и кислорода-18. Но Марс имеет совершенно другой состав — это как геохимический отпечаток марсианского происхождения.
|
|
|
|
Марсианские метеориты, найденные на Земле, дают геологам, таким как я, подсказки о составе красной планеты и истории ее вулканической активности. Они позволяют нам изучать Марс, не отправляя космический аппарат на расстояние в 140 миллионов миль.
|
|
Планета парадоксов
|
|
|
|
Эти марсианские метеориты образовались из некогда раскаленной магмы внутри Марса. Как только эти вулканические породы остыли и кристаллизовались, радиоактивные элементы внутри них начали распадаться, действуя как радиометрические часы, которые позволяют ученым определить, когда они образовались.
|
|
|
Исходя из этих радиометрических данных, мы знаем, что возраст некоторых марсианских метеоритов составляет всего 175 миллионов лет, что с геологической точки зрения является довольно молодым показателем. И наоборот, некоторые марсианские метеориты старше и образовались примерно в то же время, что и сам Марс.
|
|
|
|
Эти марсианские метеориты рассказывают историю планеты, которая была вулканически активна на протяжении всей своей истории. На самом деле, марсианские вулканы могут извергаться даже сегодня, хотя ученые никогда не видели такого извержения.
|
|
|
|
Сами породы также хранят химическую информацию, которая указывает на некоторые важные события, произошедшие на Марсе в начале его истории. Марс сформировался довольно быстро, 4,5 миллиарда лет назад, из газа и пыли, из которых состояла ранняя Солнечная система. Затем, очень скоро после образования, его внутренняя часть разделилась на металлическое ядро и твердую каменистую мантию и кору.
|
|
|
|
С тех пор, по—видимому, очень мало что повлияло на недра Марса - в отличие от Земли, где тектоника плит привела к перемешиванию и гомогенизации его недр. Если использовать аналогию с едой, то недра Земли похожи на смузи, а недра Марса - на фруктовый салат.
|
|
Остатки марсианских вулканов
|
|
|
|
Понимание того, как Марс пережил столь раннюю и бурную юность, но все еще может оставаться вулканически активным сегодня, представляет для меня большой интерес. Я хотел бы знать, как выглядит Марс изнутри и как его внутреннее строение может объяснить такие особенности, как вулканы, на поверхности Красной планеты.
|
|
|
|
Когда геологи задаются целью ответить на вопросы о вулканизме на Земле, мы обычно исследуем образцы лавы, которые извергались в разных местах или в разное время из одного и того же вулкана. Эти образцы позволяют нам отделить локальные процессы, характерные для каждого вулкана, от планетарных процессов, происходящих в более крупном масштабе.
|
|
|
|
Оказывается, мы можем сделать то же самое для Марса. Метеориты с довольно экзотическими названиями нахлит и шассинит - это группа марсианских пород, которые изверглись из одной и той же вулканической системы около 1,3 миллиарда лет назад.
|
|
|
|
Нахлиты - это базальтовые породы, похожие на лавы, которые можно найти в Исландии или на Гавайях, с красивыми крупными кристаллами минерала, известного как клинопироксен. Шассиниты — это горные породы, состоящие почти полностью из зеленого минерала оливина - возможно, вы знаете разновидность этого минерала, перидот, который считается драгоценным камнем.
|
|
|
|
Наряду с гораздо более распространенными шерготтитами, которые также являются базальтовыми породами, и несколькими другими, более экзотическими типами марсианских метеоритов, эти категории метеоритов составляют все имеющиеся в распоряжении исследователей породы с Красной планеты.
|
|
|
|
При совместном изучении нахлиты и шассиньиты рассказывают исследователям несколько вещей о Марсе. Во-первых, по мере того, как расплавленная порода, из которой они образовались, просачивалась на поверхность и, в конечном счете, охлаждалась и кристаллизовалась, некоторые окружающие их более древние породы вплавлялись в них.
|
|
|
|
Этого более древнего камня нет в нашей коллекции метеоритов, поэтому моей команде пришлось определять его состав на основе химической информации, полученной от нахлитов. Из этой информации мы узнали, что более древний камень был базальтовым по составу и химически отличался от других марсианских метеоритов. Мы обнаружили, что он подвергся химическому воздействию в результате воздействия воды и рассола.
|
|
|
|
Эта более древняя порода сильно отличается от образцов марсианской коры из нашей сегодняшней коллекции метеоритов. На самом деле, она гораздо больше похожа на то, как мы ожидали бы увидеть марсианскую кору, основываясь на данных, собранных марсоходами и спутниками, вращающимися вокруг Марса.
|
|
|
|
Мы знаем, что магма, из которой образовались нахлиты и шассиниты, происходит из определенной части мантии Марса. Мантия - это каменистая часть между корой Марса и металлическим ядром. Эти нахлиты и шассиньиты образуются из твердой оболочки в верхней части мантии Марса, известной как мантийная литосфера, и это отличает их от более распространенных шерготтитов.
|
|
|
|
Шерготтиты происходят, по крайней мере, из двух источников на Марсе. Они могут исходить из частей мантии, расположенных непосредственно под литосферой, или даже из глубинной мантии, которая находится ближе к металлическому ядру планеты.
|
|
|
|
Понимание того, как работают вулканы на Марсе, может послужить основой для будущих исследований, которые будут решаться миссиями, отправляющимися на планету. Это также может помочь ученым понять, была ли планета когда-либо пригодна для жизни и может ли она стать таковой в будущем.
|
|
Намеки на пригодность для жизни
|
|
|
|
Активные геологические процессы на Земле и вулканы являются частью того, что делает нашу планету пригодной для жизни. Газы, выделяющиеся из вулканов, являются основной частью нашей атмосферы. Поэтому, если на Марсе происходят аналогичные геологические процессы, это может стать хорошей новостью для потенциальной обитаемости Красной планеты.
|
|
|
|
Однако Марс намного меньше Земли, и исследования показывают, что с момента своего образования он терял химические элементы, необходимые для поддержания атмосферы. Вероятно, в будущем он будет совсем не похож на Землю.
|
|
|
|
Наши следующие шаги к пониманию Марса заключаются в изучении того, как образовались базальтово-шерготтитовые метеориты. Это разнообразный и сложный комплекс горных пород, возраст которых варьируется от 175 миллионов до 2,4 миллиардов лет или около того.
|
|
|
|
Более детальное изучение этих метеоритов поможет подготовить следующее поколение ученых к анализу горных пород, собранных с помощью марсохода Perseverance, для предстоящей миссии НАСА по возвращению образцов с Марса.
|
|
|
|
Источник
|
