Открытие метеорита бросает вызов нашему пониманию того, как сформировался Марс

Небольшой кусок скалы, который когда-то оторвался от Марса и попал на Землю, может содержать подсказки, раскрывающие удивительные подробности формирования красной планеты.

Новый анализ упавшего метеорита Шассиньи на Землю в 1815 году, предполагает, что способ, которым Марс получал свои летучие газы, такие как определенные молекулы на основе углерода, кислород, водород, азот и инертные газы, противоречит нашим нынешним представлениям о формировании планет.

Планеты рождаются, согласно нынешним моделям, из остатков звездного материала. Звезды образуются из небулярного облака пыли и газа, когда плотный комок материала разрушается под действием силы тяжести. Вращаясь, он наматывает еще больше материала из окружающего его облака, чтобы расти.

Этот материал образует диск, вращающийся вокруг новой звезды. Внутри этого диска пыль и газ начинают слипаться в процессе, в результате которого растет планета-ребенок. Мы видели, как другие младенческие планетные системы формировались таким образом, и данные о нашей собственной Солнечной системе свидетельствуют о том, что она сформировалась таким же образом, около 4,6 миллиарда лет назад.

Но как и когда определенные элементы были включены в состав нашей Солнечной системы? планеты было сложно собрать воедино.

Согласно современным моделям, летучие газы поглощаются расплавленным, образуя планету из солнечной туманности. Поскольку на этом этапе планета очень горячая и мягкая, эти летучие вещества всасываются в глобальный океан магмы, который является формирующейся планетой, а затем частично выделяются в атмосферу по мере остывания мантии.

Позже, больше. летучие вещества доставляются посредством метеоритной бомбардировки — летучие вещества, связанные с углеродистыми метеоритами (называемые хондритами), высвобождаются, когда эти метеориты распадаются на части при попадании на планету.

Таким образом, внутренняя часть планеты должна отражать состав солнечная туманность, в то время как ее атмосфера должна отражать в основном летучие компоненты метеоритов.

Мы можем определить разницу между этими двумя источниками, взглянув на соотношение изотопов инертных газов, особенно криптона.

>И, поскольку Марс сформировался и затвердел относительно быстро примерно за 4 миллиона лет по сравнению со 100 миллионами лет для Земли, это хороший показатель для тех самых ранних стадий процесса формирования планет.

«Мы может реконструировать историю вола за первые несколько миллионов лет существования Солнечной системы», — говорит геохимик Сандрин Перон, ранее работавшая в Калифорнийском университете в Дэвисе, а ныне в ETH Zurich.

Это, конечно, только в том случае, если мы сможем получить доступ к информацию, которая нам нужна, и именно здесь метеорит Шассиньи является подарком из космоса.

Состав его инертных газов отличается от состава марсианской атмосферы, что позволяет предположить, что кусок породы оторвался от мантии (и брошенный в космос, что ускорило его прибытие на Землю), и представляет внутреннюю часть планеты и, следовательно, солнечную туманность.

Криптон, однако, довольно сложно измерить, поэтому точное соотношение изотопов ускользает от измерения. Однако Перон и ее коллега, коллега-геохимик Суджой Мухопадхай из Калифорнийского университета в Дэвисе, применили новый метод, используя Лабораторию благородных газов Калифорнийского университета в Дэвисе, чтобы выполнить новое точное измерение криптона в метеорите Часиньи.

И это где это было действительно странно. Соотношение изотопов криптона в метеорите ближе к соотношению, связанному с хондритами. Например, значительно ближе.

«Марсианский внутренний состав криптона почти чисто хондритовый, но атмосфера солнечная», — сказал Перон. «Это очень отчетливо».

Это говорит о том, что метеориты доставляли летучие вещества на Марс намного раньше, чем считали ученые, до того, как солнечная туманность была рассеяна солнечным излучением.

Порядок события, таким образом, заключались бы в том, что Марс приобрел атмосферу из солнечной туманности после того, как его глобальный магматический океан остыл; в противном случае хондритные газы и газы туманностей были бы гораздо более смешанными, чем наблюдалось командой.

Однако это таит в себе еще одну загадку. Когда солнечное излучение в конце концов сожгло остатки туманности, оно должно было сжечь и туманную атмосферу Марса. Это означает, что присутствующий позже атмосферный криптон должен был где-то сохраниться; возможно, предположила команда, в полярных ледяных шапках.

«Однако для этого потребовалось бы, чтобы Марс был холодным сразу после его аккреции», — сказал Мукхопадхьяй.

«В то время как наше исследование ясно указывает на хондритовые газы в недрах Марса, оно также поднимает некоторые интересные вопросы о происхождении и составе ранней атмосферы Марса».

Исследование группы было опубликовано в Science.