Шляхи марсіанських каменів: Як зразки з червоної планети потрапили на Землю
Люди ще не ступили на Марс, але з часом Марс прийшов до людей. Шматки марсіанської породи, викинуті з рідної планети внаслідок таких процесів, як сильні зіткнення, проклали свій шлях через Сонячну систему, щоб врешті-решт – бац! – врізалися в Землю.
Збираючи ці зразки нашої сусідньої планети, ми виявили цікаву закономірність. Більшість зразків, схоже, є породами, що утворилися на Червоній планеті відносно недавно, що є особливістю, зважаючи на те, що більша частина поверхні Марса дуже давня.
Цілком можливо, що оцінка віку значною мірою помилкова. Різні методи датування дають різні результати, а це означає, що вчені не до кінця впевнені в оцінках того, коли ці породи утворилися на Марсі.
Команда вчених із США та Великобританії знайшла спосіб вирішити цю проблему. І, на їхній подив, багато з цих порід справді досить молоді – лише кілька сотень мільйонів років. Ця інформація може дати підказки про те, скільки часу знадобилося метеоритам, щоб потрапити сюди, а також про геологічні процеси на Марсі.
“Ми знаємо з певних хімічних характеристик, що ці метеорити точно з Марса”, – каже вулканолог Бен Коен з Університету Глазго, який очолював дослідження.
“Вони були відірвані від червоної планети в результаті потужних зіткнень, утворивши великі кратери. Але на Марсі десятки тисяч ударних кратерів, тому ми не знаємо, звідки саме на планеті походять метеорити. Однією з найкращих підказок, яку можна використати для визначення кратера-джерела, є вік зразків”.
Маленький шматочок шерготтіту, вагою всього 0,4 грама. (Jon Taylor/Flickr, CC BY-SA 2.0)
На Землі знайдено близько 360 зразків метеоритів, які мають марсіанське походження. Близько 302 з них на момент написання цієї статті – тобто більшість – класифікуються як шерготтіт, тип багатої на метали марсіанської гірської породи, викуваної у вогні вулканічної активності.
Виходячи з того, наскільки сильно вкрита кратерами поверхня Марса, вчені вважають, що ця поверхня досить стара. Якби поверхня була молодшою, оновленою вулканічною активністю, багато кратерів було б стерто вулканічними потоками. Отже, будь-яке каміння, що викидається з марсіанської поверхні, також має бути старим.
Мало того, що методи датування шерготитів тут, на Землі, ускладнені їхнім складом, так ще й та невелика інформація, яку ми змогли з них отримати, вказує на те, що вік багатьох з них не перевищує 200 мільйонів років. Це призвело до так званого парадоксу віку шерготиту, і він не дає спокою вченим вже багато десятиліть.
Пояснення цієї напрочуд молодої можливості варіювалися від єдиної точки походження для всіх молодих шерготитів до ідеї про те, що ударна подія могла нагріти і розчавити породу до такої міри, що її вік був свого роду обнулений. Але ці теорії не узгоджувалися з доказами – самими породами.
Метод, який використовується для визначення віку шерготиту, відомий як аргон-аргоновий метод датування, який базується на розпаді радіоактивного калію на аргон. Оскільки швидкість розпаду призводить до відомого співвідношення ізотопів аргону, вчені можуть за цим співвідношенням визначити, як довго відбувався радіоактивний розпад, і таким чином датувати зразок гірської породи.
Кратер, який утворився на Марсі десь між вереснем 2016 року і лютим 2019 року. (NASA/JPL-Caltech/UArizona)
Проблема полягає в тому, що тут, на Землі, ми можемо легко врахувати різні джерела аргону, які можуть потрапити до зразка. Для шерготтіту, який зародився на зовсім іншій планеті і провів бозна-скільки часу в космосі, все набагато складніше. Існує п’ять потенційних джерел аргону для шерготтіту, порівняно з трьома для земних порід.
Щоб компенсувати це, Коен та його колеги розробили метод корекції забруднення аргоном із Землі та космосу. “Як тільки ми це зробили, аргон-аргоновий вік виявився молодим і ідеально узгоджувався з іншими методами, такими як уран-свинцевий”, – пояснює він.
Вони датували сім зразків шерготтіту, отримавши вік від 161 до 540 мільйонів років тому. Дослідники кажуть, що причиною цього може бути часте бомбардування Марса, яке зруйнувало стару поверхню, оголивши молоду породу під нею, яка поповнилася завдяки вулканічній активності. Зрештою, стає все більш імовірним, що ця молода порода виривається і викидається назовні.
Марсіанська вулканічна активність може тривати і сьогодні, і Марс перебуває під постійним бомбардуванням. Вчені підрахували, що близько 200 зіткнень щороку створюють кратери діаметром понад 4 метри. Тож, мабуть, не дивно, що молодші породи час від часу викидаються в бік Землі, таким собі карусельним шляхом у Сонячній системі.
The research has been published in Earth and Planetary Science Letters.
