Анализ большого количества марсианских метеоритов позволяет не только узнать о текущем состоянии Красной планеты, но и реконструировать события, произошедшие в ее прошлом. Недавно ученые-планетологи столкнулись с неожиданной трудностью: данные, полученные из метеоритов, оказываются противоречивыми. Камни предоставляют две несовместимые друг с другом версии о том, что происходило с Марсом в глубокой древности.
На нашей планете уже имеется значительная коллекция образцов марсианского грунта, доставленных не экспедициями, а естественным путем. Речь идет о метеоритах – фрагментах пород Красной планеты, отколовшихся от нее в результате ударов астероидов. Эти выбитые в космос камни долгое время перемещались в межпланетном пространстве, прежде чем быть притянутыми к Земле.
На сегодняшний день науке известно несколько сотен фрагментов Марса, достигших нашей планеты. Их марсианское происхождение подтверждается уникальными соотношениями изотопов различных химических элементов, которые обнаруживаются как в этих метеоритах, так и в марсианской среде, достаточно хорошо изученной благодаря космическим аппаратам.
Геологи способны установить, каким образом, когда и при каких условиях сформировалась порода, анализируя ее структуру и состав. Для них горные породы – это своеобразные исторические свидетельства, а марсианские камни, соответственно, позволяют узнать о прошлом другой планеты. В целом, исследователи пришли к заключению, что развитие событий началось предсказуемым образом: вскоре после формирования Марса, около четырех с половиной миллиардов лет назад, планета начала постепенно остывать, и первоначальная неоднородная смесь вещества разделилась на ядро, мантию и кору. Однако точные сроки этого процесса и последующие события остаются не до конца ясными.
Подобные опасения были высказаны специалистами в области космохимии из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса, расположенной в США статье для издания Proceedings of the National Academy of Sciences. Исследователи стремились восстановить последовательность изменений, произошедших на Марсе, изучая метеориты трех основных групп, составляющих подавляющее большинство (95%) всех найденных марсианских метеоритов: шерготтиты, нахлиты и шассиньиты. Названия этих групп происходят от мест обнаружения первых найденных образцов. Шерготти упал возле одноименного места в Индии в 1865 году. Метеорит Нахла нашли в Египте в 1911 году. Кстати, это был первый метеорит, в котором распознали марсианское происхождение. Шассиньи упал во Франции в 1815 году.
Ученые установили, что шерготтиты относятся к базальтовым породам, а два других типа – к кумулятивным. По своей природе это идентичное вещество, но сформировавшееся различными способами. Базальты образуются при стремительном застывании магмы. Однако, магма может также охлаждаться медленно и постепенно. В этом случае сначала кристаллизуется и выпадает один компонент, затем кристаллизуется и оседает поверх него другой, и так далее. В результате формируется слоистая порода, которую называют кумулятивной.
В марсианских породах наблюдаются весьма специфические изотопные соотношения различных элементов, которые позволяют реконструировать условия, существовавшие не только на этапе их образования, но и ранее. Однако, если рассматривать шреготтиты, то картина отличается от той, что формируется при изучении нахлитов и шассиньитов.
Анализ базальтовых пород указывает на то, что после формирования основной внутренней структуры, произошедшего около четырех с половиной миллиарда лет назад, Марс в основном стабилизировался, и на протяжении последующих миллиардов лет в нем не наблюдалось ни перемешивания мантии, ни движения тектонических плит – геологическая активность была минимальной. Однако кумулятивные марсианские метеориты содержат компоненты, которые не могли образоваться в условиях геологической стабильности, и указывают на продолжительную геологическую активность планеты. По мнению исследователей, шерготтиты делают Марс более схожим с Луной, а другие метеориты – с Землей.
Ученые рассчитывают, что эта дискуссия поможет найти решение проблемы марсохода Perseverance. В ходе перемещения по кратеру Езеро он уже заполнил более двух десятков контейнеров образцов грунта, и в настоящее время в NASA работают над проблемой их доставки на Землю. Планетологи тем временем внимательно рассматривают снимки, которые присылает марсоход, и по виду некоторых просверленных им пород подозревают в них именно магматическое происхождение.