Метеорит из Сахары оказался обломком Марса возрастом 4,1 миллиарда лет naked-science.ru

2 ноября, 11:38
Игорь Байдов
586
❋ 4.5
Исследователи получили редкую возможность изучить не просто древний фрагмент поверхности Марса, а образец древней магматической коры, сохранившей сведения о составе вещества мантии, водных процессах и геологической эволюции планеты.
Астрономия
# вода на марсе
# красная планета
# марс
# метеорит
Фрагмент метеорита Teghaza 001, названный так в честь заброшенного шахтерского поселения в Мали, вблизи которого его нашли / © Maine Mineral & Gem Museum, Darryl Pitt
Ученые давно пытаются восстановить раннюю геологическую историю Красной планеты: выяснить, из каких пород состояла ее кора, насколько разнообразной была мантия и какие процессы происходили под поверхностью и на ней миллиарды лет назад. Один из способов в этом разобраться — древние метеориты, которые иногда могут представлять собой обломки поверхности или части коры планеты.
Однако главная трудность заключается в том, что большинство марсианских метеоритов, имеющихся в распоряжении ученых, относительно молодые. Три основные группы таких метеоритов — шерготтиты, наклиты и шассиньиты — сформировались примерно 2,4 миллиарда лет назад. Правда, сам Марс гораздо древнее: многие его участки образовались более трех миллиардов лет назад.
В 2022 году в пустыне Сахара, которая занимает северную часть территории Республики Мали, исследователи нашли восемь небольших камней, внешне похожих друг на друга. Они, вероятно, составляли один камень, который впоследствии раскололся, поэтому их объединили в одну метеоритную находку Teghaza 001. Общая масса камней составила 798,5 грамма. Масса крупнейшего фрагмента — 442 грамма, а его диаметр — примерно 10 сантиметров.
Чуть позже определили возраст цирконов с помощью уран-свинцового и свинцово-свинцового методов датирования, основанных на измерении изотопных соотношений урана и свинца. Результаты показали, что порода сформировалась не менее 4,1 миллиарда лет назад.
Марсианское происхождение установили по совокупности геохимических признаков. Среди них — изотопный состав кислорода, характерное соотношение железа и марганца в пироксенах.
Планетологам известно более 400 марсианских метеоритов. Но среди них лишь два образца могут сравниться с Teghaza 001 по древности. Речь идет о метеорите Allan Hills 84001 возрастом 4,1 миллиарда лет и Northwest Africa 7034, содержащем отдельные фрагменты возрастом более 4,3 миллиарда лет. Но Northwest Africa 7034 представляет собой брекчию — смесь фрагментов разных пород и минералов. Поэтому он не дает такой же цельной картины истории конкретной древней магматической породы, какую может дать отдельный цельный образец.
Огромное облако на Марсе указало на возможность образования льда прямо из водяного пара
Планетологи давно пытаются разгадать тайну образования самого необычного облака на Марсе, длина которого может достигать примерно двух тысяч километров. Авторы нового исследования сопоставили данны...
naked-science.ru
Междисциплинарная команда исследователей под руководством специалиста по планетной геологии и геохимии Лю Яна (Yang Liu) из Лаборатории реактивного движения NASA изучила метеорит Teghaza 001. Он сохранил сведения о мантии, которые позволяют одновременно исследовать состав ранней коры и следы взаимодействия с жидкостями на Марсе.
Сперва Ян и его коллеги анализировали минеральный состав и строение породы. Они сделали тонкий срез камней (шлиф), необходимый для микроскопического исследования, и подсчитали минералы по площади, которую они занимали на срезе. Соотношение минералов позволяет определить тип породы, условия ее образования и особенности охлаждения.
Минерал плагиоклаз занимал 68 процентов площади изученного шлифа. На пироксены в общей сложности приходилось 25,5 процента: примерно 20 процентов составлял пижонит — пироксен с относительно низким содержанием кальция, а еще 5,5 процента — авгит, разновидность пироксена с более высоким содержанием этого элемента. Остальная площадь приходилась на фосфаты, кремнеземистую межзерновую массу и оксидные минералы.
Например, высокая доля плагиоклаза позволила отнести Teghaza 001 к богатым плагиоклазом габбро-диоритам — разновидности глубинных магматических пород.
Фрагмент марсианского метеорита Teghaza 001, который использовали для изучения его минерального состава / © NASA, JPL-Caltech
В пироксенах обнаружили тонкие ламели — пластинчатые структуры, возникшие при медленном охлаждении и разделении твердого минерального раствора на отдельные фазы. По ним исследователи оценили скорость охлаждения примерно в 0,01 градуса Цельсия в год. Это указало на то, что порода остывала очень медленно, вероятно, внутри марсианской коры, а не на поверхности.
Затем исследователи изучили минералы, изменившиеся под воздействием сильного удара. В частности, они обнаружили маскелинит, образовавшийся из плагиоклаза в результате колоссального ударного давления, и рейдит — модификацию циркона, самостоятельный минерал с тем же химическим составом, но другой кристаллической структурой.
Образование рейдита указало на давление приблизительно 10-20 гигапаскалей. По совокупности признаков ученые заключили, что порода пережила удар, при котором давление достигло примерно 20 гигапаскаль, а температура не превышала 1200 градусов.
На Марсе бушевал океан размером с Северный Ледовитый
Сегодня Марс — холодная и безжизненная пустыня, но под слоями красно-оранжевой пыли скрывается другая история. Международная команда планетологов нашла убедительные доказательства, что миллиарды ле...
naked-science.ru
Особый интерес вызвал апатит — минерал из группы фосфатов кальция, который способен сохранять водород в своей кристаллической решетке. Родственный апатиту минерал гидроксиапатит составляет основу минеральной части костной ткани и зубной эмали. В марсианском метеорите он помог исследователям изучить происхождение древней воды.
В июне 2026 года та же научная группа опубликовала отдельное исследование, посвященное водороду в апатитах Teghaza 001. Ученые измерили содержание воды и соотношение изотопов водорода в минеральных зернах. Результаты указали на присутствие двух водных компонентов, имевших разное происхождение.
Анализ апатитов показал, что при формировании Teghaza 001 в породе смешались два водородсодержащих компонента с разным изотопным составом. Первый происходил из марсианской мантии и был относительно беден дейтерием. Второй, напротив, содержал его значительно больше и сохранил химическую память о древней марсианской гидросфере.
Ученые предположили, что второй компонент попал в магму из базальтовых пород, которые прежде взаимодействовали с водой. Когда-то через них циркулировали жидкости, связанные с древней гидросферой. В результате водород в этих породах приобрел характерное для древней марсианской воды соотношение изотопов. Позднее магма могла «поглотить» такие жидкости во время охлаждения в коре или при последующих геологических процессах. Так изотопный след древней воды сохранился в минералах метеорита.
Ранний Марс пережил как минимум три этапа контакта с водой
Марсоход «Персеверанс» исследовал породы на окраине кратера Езеро и показал, что их история гораздо сложнее, чем предполагалось. Основная их часть, вероятно, имеет магматическое происхождение. Позд...
naked-science.ru
Почему же в этой воде было так много дейтерия? Чтобы разобраться, нужно учитывать, как Марс терял воду. В ее состав входят два изотопа водорода: самый легкий водород и дейтерий. В ядре обычного атома водорода находится один протон, а в ядре дейтерия — протон и нейтрон. Поэтому атом дейтерия тяжелее.
Когда солнечное ультрафиолетовое излучение расщепляло молекулы водяного пара в атмосфере Марса, высвобождавшийся водород постепенно уходил в космос. При этом легкий водород покидал атмосферу значительно быстрее, чем тяжелый дейтерий. Последний тоже терялся, но медленнее. В результате в оставшейся воде постепенно увеличивалась относительная доля дейтерия.
Измерив соотношение изотопов водорода в апатитах, исследователи смогли оценить, каким оно было в древней марсианской гидросфере. Согласно их расчетам, приблизительно 4,1 миллиарда лет назад отношение дейтерия к обычному водороду в воде было как минимум примерно вдвое выше, чем в современной земной океанической воде. Это поддерживает гипотезу о том, что в первые сотни миллионов лет своего существования Марс пережил потерю водорода, первичной атмосферы и огромных объемов воды.
Исследователи выделили 13 возможных районов происхождения Teghaza 001, сравнив его минералогический состав с данными орбитальных наблюдений Марса. Наиболее вероятная область расположена в древних южных высокогорьях планеты, к северо-западу от равнин Эллада. Однако установить точное место, откуда породу выбросило в космос, еще не удалось.
Пока специалисты проанализировали лишь небольшую часть найденного материала. Дополнительные анализы могут раскрыть новые подробности его происхождения и состава.
Научная работа опубликована в журнале Science.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Игорь Байдов
677 статей
Автор публикует материалы по астрономии, археологии и палеонтологии. В текстах освещает современные открытия, теории и ключевые находки, представляя актуальные данные в научно-популярном формате.
Показать больше
Астрономия
# вода на марсе
# красная планета
# марс
# метеорит