Неожиданная композиция из двух метеоритов может переписать наше понимание истории Красной планеты.
Солнечная система не всегда была набором спокойно вращающихся сфер, которые мы видим сегодня. В свои самые ранние эпохи мини-планеты кружились вокруг Солнца, смешиваясь в катастрофических крушениях. Эта игра космического бильярда разыгралась настолько бурно, что такие миры, как Земля и Марс, начали свою жизнь как в основном жидкие кусочки гладко смешанного камня. Или так думали многие исследователи.
Теперь тщательное изучение двух древних кусков марсианской коры привело к тому, что исследовательская группа пришла к выводу, что Красная Планета могла сформироваться несколько иначе. Их геохимическое исследование, появившееся в журнале Nature Geoscience, позволяет предположить, что под скалистой оболочкой планеты лежат два типа марсианского материала - не смешанные реликвии маленьких планет, которые собрались вместе, чтобы сформировать Марс. Исследователи разделили эти два вещества, основываясь на следах воды, что также усложняет стандартную теорию о том, как каменистые планеты, такие как Земля и Марс, сначала были жидкими.
«Мы даже не планировали тестировать все это», - говорит Джессика Барнс, космохимик из Университета Аризоны. «Но именно результаты, которые мы получили от коры, заставили нас вернуться и посмотреть на эту гипотезу».
Команда неожиданно обнаружила, что рассказ об образовании планеты все еще можно прочитать по распределению ее мельчайших атомов: водорода. Большинство атомов водорода являются легкими, содержащими только один протон. Но иногда они приходят с двойным протоном и нейтроном. Эти частицы называются дейтерием, но в основном это просто тяжелые атомы водорода. Исследователи могут изучать историю различных частей планеты, измеряя, насколько редко тяжелый вариант сравнивают с его обычной более легкой формой.
Например, в атмосфере Марса, по-видимому, содержится относительно высокая концентрация тяжелых веществ, потому что обычный водород с большей вероятностью будет просачиваться в космос в течение миллиардов лет. Некоторые исследователи подозревали, что поверхностные породы выделяют немного легкого водорода таким же образом, но те немногие марсианские породы, которые оказались на Земле, не дали четких ответов. «Марсианские метеориты долгое время оставались загадкой, - говорит Барнс, - потому что они наносятся на карту по всей карте».
Первоначально команда намеревалась изучить, не потеряла ли кора легкий водород, как это сделала атмосфера. С этой целью они проанализировали два уникальных метеорита, которые были выброшены в космос древними ударами и потерпели крушение на Земле. Одна из них, получившая прозвище Черная красавица за ее темный цвет, представляет собой объединение многих пород земной коры, некоторые из которых датируются 4,4 миллиарда лет назад (Марсу около 4,6 миллиарда лет). Другому метеориту около четырех миллиардов лет. Оба показывают признаки того, что были жидкими хотя бы один раз между их образованием и современностью. По словам Барнса, учитывая их возраст и эти события, «у нас есть довольно большой кусок истории Марса прямо здесь, всего в двух образцах ».
И когда они реконструировали эту историю, команда обнаружила нечто загадочное: относительное количество двух форм водорода в марсианской коре, по-видимому, оставалось неизменным в течение эонов, в отличие от атмосферы.
Другими словами, эти две линии свидетельства предполагают, что глубоко в Марсе лежат два отличных типа скалы, оставшейся от маленьких планет, которые сформировали это, как плохо смешанный смузи. Если бы молодой Марс был достаточно горячим, чтобы полностью раствориться в его ядре, как предполагают некоторые теории, эти типы пород были бы тщательно перемешаны, и сегодня не осталось бы никаких следов различных строительных блоков.
И поскольку водород смешивается с кислородом, образуя воду, новый результат также намекает на то, что скромная влажность Красной планеты имеет многократное происхождение. Одна распространенная теория гласит, что такие скалистые планеты, как Земля и Марс, получают большую часть своей воды от особого типа метеорита, известного как углеродистые хондриты. Но богатые водой углеродистые хондриты, как правило, имеют одинаковое количество двух типов водорода, что противоречит двойственному характеру марсианского внутреннего пространства.
«Углеродистые хондриты определенно важны [для доставки воды], - говорит Барнс, - но, возможно, это не вся история».
Затем, некоторые из ее коллег будут работать над разработкой симуляций ранних дней Марса, чтобы выяснить, насколько глубоким может быть смешивание. Такие модели могут быть полезны для выяснения того, как образовались все каменистые планеты Солнечной системы. Тем временем Барнс планирует изучить более широкий спектр марсианских пород, чтобы поставить новую теорию на еще более прочную почву. «Мы продолжим анализ новых образцов и других метеоритов», - говорит она. «Есть много работы».
