Нейтронное сканирование выявило скрытую воду в знаменитом марсианском метеорите

Фото из открытых источников

Новые инструменты открывают новые открытия в науке. Поэтому, когда новый тип неразрушающих технологий становится широко доступным, неизбежно, что планетологи берут его в руки, чтобы протестировать на метеоритах. В новой статье, доступной в препринте на arXiv, Эстрид Навер из Технического университета Дании и ее соавторы описывают использование двух таких (относительно) новых инструментов для исследования одного из самых известных метеоритов в мире — NWA 7034, также известного как «Черная красавица».

Частично известность «Чёрной Красавицы» объясняется её происхождением. Это обломок Марса, упавший на Землю, скорее всего, после мощного столкновения с Красной планетой. Он состоит из материала возрастом около 4,48 миллиарда лет, что делает его одним из старейших известных марсианских обломков в Солнечной системе. Не говоря уже о его поразительной красоте — отсюда и его название.

К сожалению, предыдущие исследования требовали от ученых отрезать части этого шедевра, чтобы изучить их. Затем эти части либо измельчались, либо растворялись, чтобы извлечь материалы, из которых состоит порода. Но теперь мы можем сделать это лучше — благодаря появлению аппаратов компьютерной томографии (КТ).

Существует два типа компьютерных томографов. Один из них, широко используемый в кабинетах врачей по всему миру, — это рентгеновские КТ. Они исключительно хорошо обнаруживают тяжелые, плотные материалы, такие как железо или титан. Другой, менее распространенный метод, — это нейтронная КТ, которая использует нейтроны вместо рентгеновских лучей для прохождения через изучаемый объект. Результаты этого сканирования сильно различаются, но, как правило, он лучше проникает в более плотные материалы и, что важно, обнаруживает водород — один из ключевых компонентов воды.

В статье исследователи используют оба этих метода для неразрушающего исследования метеорита «Черная красавица», чтобы выяснить, что в нем содержится. Хотя метод и неразрушающий, они, правда, использовали лишь небольшой образец метеорита, который был предварительно отполирован. Но когда они изучили свой небольшой образец материала, они обнаружили «обломки».

В геологической терминологии обломок — это просто название небольшого фрагмента породы, застрявшего внутри более крупного камня. Обнаружение обломков не удивительно — учёные знали, что «Чёрная красавица» состоит из них, что вполне логично, учитывая, что нам было известно о происхождении метеорита — ударе марсианской породы, в результате которого произошло сплавление горных пород. Но конкретные виды обломков, обнаруженные в ходе исследования, были новыми.

Известные как «богатые водородом оксигидроксиды железа», или H-Fe-ox, эти богатые водородом кластеры составляли приблизительно 0,4% от объема образца метеорита «Черная красавица», который был размером примерно с ноготь. Хотя это может показаться небольшим количеством, химический состав метеорита показывает, что эти маленькие кусочки породы содержат до 11% от общего содержания воды в образце.

В самом образце Black Beauty содержится примерно 6000 частей на миллион (ppm) воды, что чрезвычайно много для планеты, на которой в настоящее время так мало воды. Но, что важно, эти данные дополняют открытие образцов воды в кратере Езеро, сделанное марсоходом Perseverance. Несмотря на то, что Black Beauty происходит из совершенно другой части Марса, чем образцы, полученные марсоходом, связь между образцами доказывает, что миллиарды лет назад на поверхности Марса существовала широко распространенная, вероятно, жидкая вода.

Этот прекрасный метеорит сам по себе, по сути, представляет собой образец, доставленный в рамках миссии по возвращению на Марс в виде цельного камня. Однако ученые, которые его анализировали, надеялись использовать те же неразрушающие методы компьютерной томографии для исследования образцов, которые будут доставлены в рамках будущих миссий по возвращению образцов на Марс. КТ-сканирование позволяет видеть сквозь титановый корпус, в котором были собраны образцы. Но, учитывая недавнюю отмену этой программы, может пройти очень много времени, прежде чем какие-либо подобные образцы с планеты будут подвергнуты воздействию мощных инструментов, которые есть у нас здесь, на Земле.

Тем не менее, китайская миссия по доставке образцов всё ещё запланирована, так что, возможно, она займёт меньше времени, чем ожидалось. До тех пор проведение аналогичных неразрушающих исследований других марсианских метеоритов представляется хорошим применением имеющихся знаний и оборудования. Будем надеяться, что в будущем мы увидим ещё много исследований других образцов.