Обломки с Марса часто попадали на Землю после мощных ударов по поверхности Красной планеты, в результате которых они оказывались в космосе. Астрономы проследили происхождение 200 метеоритов до пяти ударных кратеров в двух вулканических регионах на Марсе, известных как Тарсис и Элизиум.
В недавней истории Марса было не менее 10 таких событий, приводящих к образованию метеоритов. Когда происходят эти массивные столкновения, метеориты могут быть выброшены с Красной планеты с достаточной скоростью, чтобы освободиться от гравитационного притяжения Марса и выйти на орбиту вокруг Солнца, а некоторые в конечном итоге упадут на Землю.
Ученые из Университета Альберты теперь проследили происхождение 200 из этих метеоритов до пяти ударных кратеров в двух вулканических регионах на Марсе, известных как Тарсис и Элизиум. «Теперь мы можем сгруппировать эти метеориты по их общей истории, а затем по их местоположению на поверхности до попадания на Землю», - сказал профессор Крис Херд.
Метеориты падают на Землю постоянно — по оценкам НАСА , каждый день падает около 48,5 тонн метеоритного материала — хотя большинство из них достигает поверхности в виде крошечных незаметных частиц пыли. Определение их происхождения часто может быть сложным, но в 1980-х годах ученые стали подозревать группу метеоритов, которые, по-видимому, имели вулканическое происхождение и возраст которых составлял 1,3 миллиарда лет.
Это означало, что эти породы должны были быть частью небесного тела с недавней (по геологическим меркам) вулканической активностью, что делало Марс вероятным кандидатом. Однако доказательства появились, когда посадочные модули NASA Viking смогли сравнить состав атмосферы Марса с захваченными газами, обнаруженными в этих породах.
Ранее было сложно точно определить, откуда на Марсе они произошли. В своей статье команда отметила, что эта трудность возникла из-за использования метода, называемого спектральным сопоставлением, метода, используемого для идентификации и сравнения состава материалов путем анализа моделей света, который они поглощают или испускают.
Однако этот метод ограничен такими факторами, как изменчивость рельефа и обширный пылевой покров, которые могут искажать спектральные сигналы, особенно на более молодых территориях, таких как Тарсис и Элизиум. Но точное знание того, откуда взялись эти марсианские метеориты, позволило бы ученым лучше собрать воедино геологическое прошлое планеты.
«Это позволило бы провести перекалибровку хронологии Марса, что повлияло бы на время, продолжительность и характер широкого спектра крупных событий в истории Марса», — сказал Херд. «Я называю это недостающим звеном — чтобы иметь возможность сказать, например, что условия, при которых был выброшен этот метеорит, соответствовали ударному событию, в результате которого образовались кратеры диаметром от 10 до 30 километров».
Команда объединила высокоточные симуляции столкновений в планету, похожую на Марс. «Одним из главных достижений здесь является возможность смоделировать процесс выброса и на основе этого процесса определить размер кратера или диапазон размеров кратера, который в конечном итоге мог выбросить эту конкретную группу метеоритов или даже этот один конкретный метеорит», — сказал Херд.
Выходные данные модели позволили команде определить «пиковые ударные давления» ударных событий и продолжительность воздействия этих давлений на породы. Это можно определить по «ударным признакам», наблюдаемым в метеоритах, например, по уникальным изменениям минералов, ударному стеклу и особым моделям трещин.
На основе этих данных Херд и его коллеги смогли оценить размер ударных кратеров, которые могли выбросить метеориты, а также глубину залегания пород до удара. Хотя эти оценки глубины не лишены некоторой неопределенности, исследователи сравнили их с местной геологией возможных исходных кратеров, а также характеристиками и возрастом метеоритов, чтобы проверить, совпадают ли они.
«Наш подход к моделированию позволяет нам сказать, что из всех этих потенциальных кратеров мы можем сузить их до 15, а затем из 15 мы можем сузить их еще больше на основе конкретных характеристик метеорита», — сказал он. «Мы, возможно, даже сможем реконструировать вулканическую стратиграфию геологическую летопись, положение всех этих пород до того, как они были выброшены на поверхность».
Это может помочь ученым лучше понять, когда происходили вулканические события на Марсе, каковы различные источники марсианской магмы и как быстро формировались кратеры в эпоху слабой метеоритной бомбардировки Красной планеты, известную как Амазонский период, около 3 миллиардов лет назад.
«Это действительно удивительно, если задуматься», — добавил Херд. «Это самое близкое, что мы можем сделать к тому, чтобы на самом деле отправиться на Марс и поднять там камень».
