Na Ziemi jest około 61 000 meteorytów, a przynajmniej tyle ich znaleziono. Spośród nich około 200 jest wyjątkowych: pochodzą z Marsa. Te 200 meteorytów było ważnymi wskazówkami, jak Mars powstał we wczesnym Układzie Słonecznym.
Wiemy, że Mars był kiedyś innym miejscem. Na najstarszych powierzchniach Marsa widoczne są oznaki wody, aktywności wulkanicznej i uderzenia planetozymali, które są zdefiniowane jako protoplanety o średnicy do około 1930 km (1200 mil). Ale wiele wskazówek dotyczących formacji Marsa jest usuwanych przez upływ miliardów lat, z wyjątkiem meteorytów.
Niektóre uderzenia na Marsa były wystarczająco silne, aby wyrzucić meteoryty w kosmos, a niektóre z nich uderzyły w Ziemię jako meteoryty. Te meteoryty zawierają duże odmiany pierwiastków, takich jak wolfram i platyna. Wolfram i platyna mają powinowactwo do żelaza, a podczas wczesnych, stopionych dni Marsa wolfram i platyna zatopiłyby się w jądrze planety wraz z żelazem.
Tak więc marsjańskie meteoryty, które znaleźliśmy na Ziemi, są próbką skorupy marsjańskiej w początkowym momencie uderzenia. Ponieważ wolfram i platyna nie były obecne w skorupie w momencie uderzenia, po zatopieniu do rdzenia, musiały pochodzić z innego miejsca. Nowe badanie mówi, że wolfram i platyna w meteorytach pochodziły ze skorupy planetozymali, które uderzyły w Marsa, a nie z pierwotnej skorupy Marsa. Zamiast tego Mars formował się dłużej niż myślał i w tym czasie planetozymale uderzyły w Marsa, tworząc skorupę, z której próbowały meteoryty.
Badanie jest zatytułowane „Składowo niejednorodny płaszcz marsjański z powodu późnej akrecji”. Głównym autorem jest Simone Marchi z Southwest Research Institute (SwRI). Artykuł został opublikowany w czasopiśmie Science Advances.
Jeśli planetozymale osadziły swój wolfram i platynę na powierzchni Marsa, oznacza to, że planetozymale uderzyły w Marsa w późniejszej historii, po ochłodzeniu planety i utworzeniu się pierwotnego rdzenia. Oznacza to, że formowanie się Marsa trwało dłużej, niż początkowo sądzono. Stosunki izotopowe w meteorach z rozpadu radioaktywnego w skorupie wzmacniają pogląd, że formacja marsjańska zajęła więcej czasu.
Wcześniej dowody wyglądały, jakby Mars powstał za około 2–4 milionów lat. Wniosek ten opierał się jednak w dużej mierze na marsjańskich meteorytach i ich stosunku izotopów wolframu. To nowe badanie sugeruje, że ograniczona liczba meteorytów dostępnych do badania wpłynęła na wynik.
„Wiedzieliśmy, że Mars otrzymał pierwiastki takie jak platyna i złoto od wczesnych dużych zderzeń. Aby zbadać ten proces, przeprowadziliśmy symulacje uderzenia cząstek hydrodynamicznych z wygładzoną cząstką ”- powiedział dr Simone Marchi z SwRI, główny autor artykułu Science Advances opisującego te wyniki. „W oparciu o nasz model wczesne zderzenia powodują powstanie niejednorodnego płaszcza marsjańskiego przypominającego ciasto marmurowe. Wyniki te sugerują, że dominujący widok formacji Marsa może być stronniczy z powodu ograniczonej liczby meteorytów dostępnych do badań. ”
Stosunki izotopów wolframu w meteorytach doprowadziły do wniosku, że Mars powstał za około 2 do 4 milionów lat. Ale zderzenia z planetozymalami z ich własnymi skorupami mogłyby zmienić równowagę proporcji wolframu w skorupie Marsa, a to sugerowałoby, że powstanie Marsa zajęło 20 milionów lat. I to pokazuje model zespołu.
„Zderzenia pocisków wystarczająco dużych, aby mieć ich własne rdzenie i płaszcze, mogą doprowadzić do niejednorodnej mieszanki tych materiałów we wczesnym płaszczu marsjańskim” - powiedział współautor dr Robin Canup, zastępca wiceprezesa działu nauki i inżynierii kosmicznej SwRI. „Może to prowadzić do innych interpretacji czasu formowania się Marsa niż te, które zakładają, że wszystkie pociski są małe i jednorodne”.
Jednym z problemów z marsjańskimi meteorytami jest to, że nie wiemy dokładnie, skąd pochodzą na Marsie i nie wiemy, czy są reprezentatywną próbką całej skorupy, czy tylko z kilku lokalizacje. Mając zaledwie około 200 osób, jest mało prawdopodobne, że stanowią różnorodną próbkę. W rzeczywistości bardziej prawdopodobne jest, że wszystkie marsjańskie meteoryty pochodzą ze stosunkowo niewielkiej liczby uderzeń.
To nowe badanie pokazuje, że różne lokalizacje skorupy marsjańskiej mogły otrzymać różne stężenia materiałów z różnych dużych pocisków. To pociąga za sobą różne stężenia pierwiastków kochających żelazo.
Trudność w zrozumieniu Marsa sprowadza się do braku próbek. Marsjackie meteoryty, choć atrakcyjne i interesujące naukowo, nie są reprezentatywną próbką. Mam nadzieję, że przyszłe misje na Marsa zwrócą więcej próbek do badań. Mając tych w ręku, naukowcy będą mogli lepiej zrozumieć, jak zmienne skały kochające żelazo są obecnie w skorupie marsjańskiej.
To z kolei pomoże nam zrozumieć historię formowania się planety.
„Aby w pełni zrozumieć Marsa, musimy zrozumieć rolę najwcześniejszych i najbardziej energetycznych zderzeń w jego ewolucji i składzie” - podsumował Marchi.
Więcej:
- Informacja prasowa: MODELE SWRI WSKAZUJĄ NA DŁUŻSZYM CZASIE FORMACJI MARS
- Artykuł badawczy: Składowo niejednorodny płaszcz marsjański z powodu późnej akrecji
- Space Magazine: Planet Mars, Od bieguna do bieguna
