Редкий метеорит, происходящий с Марса, помогает ученым изучить малоизвестный период геологической истории планеты. Этот камень, обнаруженный в Алжире в 2019 году, имеет возраст около 1,273 миллиарда лет и демонстрирует изотопный состав, который никогда ранее не наблюдался в типичном марсианском метеорите.
Northwest Africa (NWA) 13441
Метеорит, получивший название Northwest Africa (NWA) 13441, был проанализирован исследователями из Boston College в сотрудничестве с учеными из Scripps Institution of Oceanography и Open University из Великобритании. Результаты исследования были опубликованы 1 августа в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta.
Возраст породы имеет особое значение, поскольку он относится к периоду, который представляет собой значительный пробел в знаниях об эволюции Марса. Именно поэтому NWA 13441 является особенно важным: это шерготтит возрастом 1,273 миллиарда лет, являющийся первым метеоритом такого типа, идентифицированным в этом возрастном диапазоне.
Этан Бакстер, профессор наук о Земле и окружающей среде Boston College и соавтор исследования, заявил: «Характеристики этого метеорита были совершенно неожиданными». Он добавил: «Ни один другой марсианский метеорит такого типа не имеет возраста 1,27 миллиарда лет».
Исследователей привлек не только возраст метеорита, но и его состав. Команда проанализировала, среди прочего, неодим — элемент, естественно встречающийся на Земле и имеющий семь изотопов. Изотопный состав неодима в NWA 13441 соответствует значению, связанному с первичной солнечной системой, чего не наблюдалось ни в одном другом шерготтите.
Этот паттерн схож с тем, что встречается в так называемых кондритах — классе метеоритов, образовавшихся из первых несплавленных агрегатов горных пород Солнечной системы примерно 4,56 миллиарда лет назад. Присутствие этой «кондритовой» сигнатуры в NWA 13441 считается особенно удивительным, поскольку это предполагает, что глубокая часть Марса оставалась практически неизменной с самых ранних моментов формирования планеты.
Другими словами, состав, обнаруженный в метеорите, может служить своего рода сохраненной записью очень древних материалов из внутреннего пространства Марса. Эта особенность также помогает исследователям установить новые пределы для процессов, произошедших в первичной Солнечной системе во время формирования Марса.
Согласно исследователям, Марс сформировался быстро, менее чем через пять миллионов лет после рождения Солнечной системы. Кроме того, планета не обладает тектоническими плитами, как Земля. Это различие важно, поскольку на нашей планете движение плит и другие геологические процессы непрерывно изменяют и перерабатывают древние материалы коры и недр.
На Марсе отсутствие этого механизма позволило некоторым составам, образовавшимся в первые моменты истории планеты, сохраниться на протяжении миллиардов лет. Сочетание первичной изотопной сигнатуры и возраста NWA 13441 позволяет предположить, что метеорит мог происходить из ранее не исследованного резервуара из недр Марса, расположенного между источниками шерготтитов с различными изотопными характеристиками, называемыми обогащенными и обедненными источниками.
Таким образом, открытие не только предоставляет образец эпохи, до которой ранее не было известных шерготтитов, но и может помочь понять, как формировались и эволюционировали различные области внутреннего пространства Марса.
NWA 13441 был найден в Алжире в 2019 году, но его характеристики еще не были полностью изучены. Команда Бакстера из Boston College получила небольшую пробу метеорита от коллеги из Appalachian State University. Материал был очищен и измельчен, а тонкий срез NWA 13441 был подготовлен на стеклянном слайде.
Исследователи работали с учеными из Scripps Institution of Oceanography и Open University для подтверждения марсианского происхождения породы, определения ее возраста кристаллизации и сравнения ее химического состава с другими метеоритами, происходящими с Марса. Для этого они использовали высокоточные методы, основанные на радиогенных изотопах. Анализы показали, что метеорит кристаллизовался примерно 1,273 миллиарда лет назад.
Дилан М. Сийл, аспирант Boston College и соавтор исследования, объяснил: «Марсианские метеориты такого типа имеют возраст менее 600 миллионов лет или приблизительно 2,4 миллиарда лет». Он продолжил: «Мы датировали этот образец в 1,273 миллиарда лет, заполняя пробел примерно в два миллиарда лет, для которого у нас не было образцов шерготтитов, чтобы предоставить информацию о магматической и вулканической активности Марса».
Это открытие дает ученым новую возможность изучить магматическую и вулканическую активность Марса в период, по которому до сих пор имелось мало прямых свидетельств. В то же время изотопный состав метеорита дает подсказки о процессах, которые произошли еще раньше, когда планета формировалась.
Тот факт, что NWA 13441 сохраняет сигнатуру, подобную материалам первичной Солнечной системы, указывает на то, что определенные глубокие регионы Марса могли оставаться относительно незатронутыми процессами, изменившими другие части планеты на протяжении миллиардов лет.
Бакстер и его команда продолжают анализ образца. Следующим шагом будет изучение других изотопных систем, чтобы лучше понять, как этот уникальный метеорит связан с другими марсианскими породами, образовавшимися в ранние периоды истории планеты. Бакстер заявил: «Наша цель — проанализировать дополнительные изотопные системы, которые помогут нам лучше понять, как этот уникальный образец связан с другими марсианскими метеоритами раннего Марса».
