Метеорит содержит доказательства наличия жидкой воды на Марсе 742 миллиона лет назад

Астероид врезался в Марс 11 миллионов лет назад и разбросал куски красной планеты по космосу. Один из этих кусков Марса в конечном итоге врезался в Землю где-то недалеко от Пердью и является одним из немногих метеоритов, чье падение можно проследить напрямую до Марса. Автор: Purdue University

Астероид врезался в Марс 11 миллионов лет назад и разбросал куски красной планеты по космосу. Один из этих кусков Марса в конечном итоге врезался в Землю где-то недалеко от Университета Пердью и является одним из немногих метеоритов, прямую связь с Марсом которых можно проследить. Этот метеорит был заново обнаружен в ящике в Университете Пердью в 1931 году и назван Метеоритом Лафайета.

Во время ранних исследований метеорита Лафайет ученые обнаружили, что он взаимодействовал с жидкой водой, находясь на Марсе. Ученые долгое время задавались вопросом, когда произошло это взаимодействие с жидкой водой. Международное сотрудничество ученых, включая двух из Колледжа науки Университета Пердью, недавно определило возраст минералов в метеорите Лафайет, которые образовались, когда там была жидкая вода.

Группа опубликовала свои выводы в журнале Geochemical Perspective Letters.

Марисса Тремблей, доцент кафедры наук о Земле, атмосфере и планетах (EAPS) в Университете Пердью, является ведущим автором этой публикации. Она использует инертные газы, такие как гелий, неон и аргон, для изучения физических и химических процессов, формирующих поверхности Земли и других планет. Она объясняет, что некоторые метеориты с Марса содержат минералы, которые образовались в результате взаимодействия с жидкой водой еще на Марсе.

«Таким образом, датирование этих минералов может рассказать нам, когда на поверхности Марса или около нее в геологическом прошлом планеты была жидкая вода», — говорит она. «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 появилась в результате таяния близлежащего подповерхностного льда, называемого вечной мерзлотой, и что таяние вечной мерзлоты было вызвано магматической активностью, которая периодически происходит на Марсе и по сей день».

В этой публикации ее команда продемонстрировала, что полученный возраст для определения времени взаимодействия воды и горных пород на Марсе был надежным и что на используемый хронометр не повлияло то, что произошло с Лафайетом после того, как он подвергся изменениям в присутствии воды.

«На возраст мог повлиять удар, который выбросил метеорит Лафайет с Марса, нагревание Лафайета за 11 миллионов лет, проведенных им в космосе, или нагревание Лафайета, когда он упал на Землю и немного сгорел в земной атмосфере», — говорит она. «Но мы смогли продемонстрировать, что ни одна из этих вещей не повлияла на возраст изменения водной среды в Лафайете».

Райан Икерт, старший научный сотрудник Purdue EAPS, является соавтором статьи. Он использует тяжелые радиоактивные и стабильные изотопы для изучения временных шкалы геологических процессов. Он продемонстрировал, что другие изотопные данные (ранее использовавшиеся для оценки времени взаимодействия воды и горных пород на Марсе) были проблематичными и, вероятно, были затронуты другими процессами.

«Этот метеорит имеет уникальные доказательства того, что он вступил в реакцию с водой. Точная дата этого была спорной, и наша публикация датирует время присутствия воды», - говорит он.

Найден в ящике

Благодаря исследованиям, довольно много известно об истории происхождения метеорита Лафайет. Он был выброшен с поверхности Марса около 11 миллионов лет назад в результате удара.

«Мы знаем это, потому что после того, как он был выброшен с Марса, метеорит подвергся бомбардировке частицами космических лучей в открытом космосе, что привело к образованию определенных изотопов в Лафайете», — говорит Тремблей. «Многие метеороиды образуются при ударах о Марс и другие планетарные тела, но лишь немногие в конечном итоге упадут на Землю».

Но как только Лафайет врезается в Землю, история становится немного мутной. Известно наверняка, что метеорит был найден в ящике в Университете Пердью в 1931 году. Но как он туда попал, до сих пор остается загадкой. Тремблей и другие добились успехов в объяснении истории постземной временной шкалы в недавней публикации.

«Мы использовали органические загрязнители с Земли, обнаруженные на Лафайете (в частности, болезни сельскохозяйственных культур), которые были особенно распространены в определенные годы, чтобы сузить круг предположений относительно времени его падения и того, мог ли кто-то стать свидетелем падения метеорита», — говорит Тремблей.

Метеориты: капсулы времени вселенной

Метеориты — это твердые капсулы времени планет и небесных тел нашей вселенной. Они несут с собой части данных, которые могут быть разблокированы геохронологами. Они отличаются от камней, которые можно найти на Земле, коркой, которая образуется при их прохождении через нашу атмосферу и часто образует огненный вход, видимый в ночном небе.

«Мы можем идентифицировать метеориты, изучая, какие минералы в них присутствуют, и взаимосвязи между этими минералами внутри метеорита», — говорит Тремблей. «Метеориты часто плотнее земных пород, содержат металл и являются магнитными. Мы также можем искать такие вещи, как корка плавления, которая образуется при входе в атмосферу Земли. Наконец, мы можем использовать химию метеоритов (в частности, их изотопный состав кислорода), чтобы определить, с какого планетарного тела они прибыли или к какому типу метеорита они принадлежат».

Команда, работающая над этой публикацией, включала международное сотрудничество ученых. В команду также вошли Даррен Ф. Марк, Дэн Н. Барфод, Бенджамин Э. Коэн, Мартин Р. Ли, Тим Томкинсон и Кэролайн Л. Смит, представляющие Центр исследований окружающей среды Шотландского университета (SUERC), Департамент наук о Земле и окружающей среде в Университете Сент-Эндрюс, Школу географических и наук о Земле в Университете Глазго, Школу наук о Земле в Университете Бристоля и Научную группу в Музее естественной истории в Лондоне.

«До переезда в Пердью мы с Райаном работали в Центре экологических исследований Шотландского университета, где проводились аргон-аргоновые изотопные анализы минералов, подвергшихся изменению в Лафайете», — говорит Тремблей. «Наши коллеги из SUERC, Университета Глазго и Музея естественной истории ранее проделали большую работу по изучению истории Лафайета».

Датирование изменения минералов в Лафайете — и, в более общем плане, в этом классе метеоритов с Марса, называемых накхлитами — было долгосрочной целью в планетарной науке, поскольку ученые знают, что изменение произошло в присутствии жидкой воды на Марсе. Однако эти материалы особенно трудно датировать, и предыдущие попытки датировать их были либо очень неопределенными, либо, вероятно, были затронуты процессами, отличными от водного изменения.

«Мы продемонстрировали надежный способ датирования измененных минералов в метеоритах, который можно применить к другим метеоритам и планетарным телам, чтобы понять, когда там могла присутствовать жидкая вода», — говорит Тремблей.

Тремблей и Икерт продолжат изучать геохимию и историю метеоритов, а студенты EAPS Пердью окажут помощь в этом исследовании.

Больше информации: MM Tremblay et al, Dating recent aqueous activity on Mars, Geochemical Perspectives Letters (2024). DOI: 10.7185/geochemlet.2443

Источник: Purdue University