Найденный на Земле кусок Марса раскрывает древнюю вулканическую тайну

Неожиданный инструмент дает нам новое представление о тонкой структуре внешних слоев Марса. Используя метеориты, которые откололись от Красной планеты около 11 миллионов лет назад и были брошены в космос, чтобы в конечном итоге приземлиться на Земле, ученые смогли изучить, как вулканизм сформировал кору и мантию Марса, и сделать вывод о наличии силикатных резервуаров, которые кормили их формирование. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

На самом деле это довольно хитрое исследование: у нас есть новая информация о структуре и эволюции Марса, и нам не нужно проходить весь путь, чтобы получить ее. Марсианские метеориты оказываются весьма полезными для понимания истории планеты, и их доставляют прямо к нашему порогу.

«Марсианские метеориты — единственные физические материалы, которые мы имеем с Марса», — говорит геолог Джеймс Дэй из Океанографического института Скриппса. «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». 

Метеориты, исследованные Дэем и его коллегами, бывают двух видов; хасигниты — по камню, найденному в 1815 году в Шассиньи, Франция, и нахлиты — по образцу, обнаруженному в Нахле, Египет, в 1905 году.

Два вида камня также имеют разный состав. Нахлит — базальт, содержащий включения минералов авгита и оливина. Чассигнит почти полностью состоит из оливина.

Здесь, на Земле, базальтов больше в земной коре, а оливина – в мантии. Марс ничем не отличается.

Проведя тщательное исследование и сравнение двух видов горных пород и их уникальных химических характеристик, исследователи смогли определить, что они образовались в одном и том же вулкане около 1,3 миллиарда лет назад. Их различие связано с процессом, называемым фракционной кристаллизацией, когда разные условия заставляют жидкую магму затвердевать и принимать разные конфигурации.

Нахлиты были частью марсианской коры; хасигниты были частью мантии внизу. Более того, некоторые из нахлитов находились достаточно близко к земной коре, чтобы взаимодействовать с атмосферой Марса и изменяться под ней.

«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», — говорит Дэй. «Благодаря существующей коллекции марсианских метеоритов, все из которых имеют вулканическое происхождение, мы можем лучше понять внутреннюю структуру Марса».

Интересно, что эти две породы показывают, что вулканизм на Марсе одновременно похож на вулканизм на Земле и отличается от него. Фракционная кристаллизация, по-видимому, происходит таким же образом, образуя породы с преобладанием базальта в земной коре и породы с преобладанием оливина в мантии, точно так же, как вулканическая активность здесь, дома.

«С другой стороны, резервуары на Марсе чрезвычайно древние и отделились друг от друга вскоре после образования красной планеты», — говорит Дэй. «На Земле тектоника плит со временем помогла снова смешать резервуары. В этом смысле Марс обеспечивает важную связь между тем, как могла выглядеть ранняя Земля, и тем, как она выглядит сегодня».