На Землі близько 61 000 метеоритів, або, принаймні, стільки їх знайдено. З них близько 200 - особливі: вони приїхали з Марса. І ці 200 метеоритів були важливими підказками того, як Марс формувався на ранній Сонячній системі.
Ми знаємо, що в минулому Марс був зовсім іншим місцем. Найдавніші поверхні Марса демонструють ознаки води, вулканічної активності та удару від планетопластів, які визначаються як протопланети діаметром приблизно до 1930 км (1200 миль). Але багато доказів про формування Марса стираються з плином мільярдів років, за винятком метеоритів.
Деякі удари по Марсу були досить потужними для викидання метеорів у космос, а деякі з цих метеорів вражали Землю як метеорити. Ці метеорити містять великі варіації елементів, таких як вольфрам та платина. Вольфрам і платина мають спорідненість до заліза, а під час ранніх розплавлених днів Марса вольфрам і платина занурилися до ядра планети разом із залізом.
Отже, марсіанські метеорити, які ми знайшли на Землі, є зразком марсіанської кори в початковий момент удару. Оскільки вольфраму та платини в момент удару не було в земній корі, опустившись до ядра, вони, мабуть, походили з іншого місця. Нове дослідження говорить про те, що вольфрам і платина в метеоритах походили з кори плаксимальних тварин, які вразили Марс, і не були від початкової кори Марса. Натомість Марсу знадобилося більше часу, ніж думали, і за цей час планетизимали врізалися в Марс, створюючи ту земну кору, яку взяли проби метеоритів.
Дослідження має назву «Композиційно гетерогенна марсіанська мантія через пізнє нарощення». Головний автор - Симона Марчі з Південно-Західного науково-дослідного інституту (SwRI). Стаття опублікована в журналі Science Advances.
Якщо планетизимали відкладали свій вольфрам і платину на поверхню Марсія, то це означає, що ці планетимаріали потрапили на Марс пізніше в історії, після того як планета охолола і первинне ядро вже сформувалося. З іншого боку, це означає, що Марсу було потрібно більше часу, ніж вважалося спочатку. Ізотопні співвідношення в метеорах від радіоактивного розпаду в земній корі підкріплюють думку про те, що марсіанське формування потребувало більше часу.
Раніше докази виглядали як Марс, сформований приблизно за 2 до 4 мільйонів років. Але цей висновок сильно ґрунтувався на марсіанських метеоритах та їх співвідношенні ізотопів вольфраму. Це нове дослідження дозволяє припустити, що обмежена кількість цих метеоритів, доступних для дослідження, упереджує результат.
«Ми знали, що Марс отримав такі елементи, як платина та золото від ранніх, великих зіткнень. Щоб дослідити цей процес, ми провели моделювання впливу гідродинаміки згладжених частинок », - сказав доктор СВРІ Сімоне Марчі, провідний автор наукового документу Science Advances, в якому викладено ці результати. «Виходячи з нашої моделі, ранні зіткнення створюють неоднорідну марсіанську мантію, схожу на мармуровий пиріг. Ці результати говорять про те, що переважаючий погляд на формування Марса може бути зміщений обмеженою кількістю доступних для вивчення метеоритів ».
Співвідношення ізотопів вольфраму в метеоритах призвели до висновку, що Марс сформувався приблизно через 2 - 4 мільйони років. Але зіткнення з планетоматеріалами з власними кірками могли б змінити баланс вольфрамового шару в корі Марса, і це могло б припустити, що Марс зайняв до 20 мільйонів років. І ось що показує модель команди.
"Зіткнення снарядів, достатньо великих, щоб мати власні ядра та мантії, може призвести до неоднорідної суміші цих матеріалів у ранній марсіанській мантії", - сказав співавтор доктор Робін Кенуп, помічник віце-президента відділу космічних наук та інженерії SwRI. "Це може призвести до різних інтерпретацій щодо часу формування Марса, ніж тих, що передбачають, що всі снаряди невеликі та однорідні".
Одна з проблем марсіанських метеоритів полягає в тому, що ми точно не знаємо, звідки вони виникли на Марсі, і ми не знаємо, чи вони є репрезентативним зразком всієї кори, чи вони лише з кількох локації. Маючи близько 200, малоймовірно, що вони є різноманітним зразком. Насправді, більш ймовірно, що всі марсіанські метеорити походять від відносно невеликих впливів.
Це нове дослідження показує, що різні місця на марсіанській корі могли отримувати різні концентрації матеріалів з різних великих снарядів. Це тягне за собою різні концентрації залізних елементів.
Складність у розумінні Марса зводиться до браку зразків. Марсіанські метеорити, хоча переконливі та цікаві науково, не є репрезентативним зразком. Майбутні місії на Марс сподіваються повернути більше зразків для вивчення. Маючи в руках, вчені зможуть отримати краще уявлення про те, наскільки змінні породи, що люблять заліза, є в марсіанській корі в наші дні.
Це в свою чергу допоможе нам зрозуміти історію формування планети.
"Щоб повністю зрозуміти Марс, нам потрібно зрозуміти, яку роль відіграли найбільш ранні та найенергійніші зіткнення в його еволюції та складі", - підсумував Марчі.
Більше:
- Прес-реліз: МОДЕЛИ СВІРІ ПОДАЧАЙТЕ НА ДОВГІЙ ЧАС ЗА ФОРМУВАННЯ МАРТІВ
- Дослідницький документ: Композиційно гетерогенна марсіанська мантія через пізнє нарощення
- Космічний журнал: Планета Марс, від полюса до полюса
