Maži andradito grūdeliai NWA 8171 keičia Marso istoriją

Vienas smulkus mineralo grūdelis, mažesnis už aguonos sėklą, verčia planetų mokslininkus iš naujo apsvarstyti, ką Marsas galėjo sugebėti daryti giliai po savo paviršiumi.

Grūdelis, kuris nenori elgtis pagal lūkesčius

Meteoritą NWA 8171 iš pradžių sunku išskirti: tai bazaltinė breksija, kadaise išlydytų uolienų ir įterptų fragmentų kratinys, dabar saugomas Ontarijo karališkajame muziejuje. Tačiau kai tyrėjai atsiskyrė vieną smulkų fragmentą ir ištyrė jį aukštos skiriamosios gebos cheminėmis analizėmis, jie aptiko keletą garneto grūdelių, mineralo, kuris anksčiau nebuvo patvirtintas Marso mėginyje.

Andraditas, geležies turinti garneto rūšis, gali turėti alyvuogišką arba gelsvai-žalią atspalvį, kuris susilieja su įprastų meteorito mineralų dėme. Toks maskavimas beveik praleido šį radinį.

Andraditas gali turėti alyvuogišką atspalvį.

"Ši meteoro skiltelė atrodė labai įdomi, o chemija buvo kiek keista," sako planetų geologė Tanya Kizovski iš Brock universiteto. "Iš pradžių manytume, kad tai yra piroksenas, kuris yra itin paplitęs, bet paskui nusprendėme pažiūrėti dar kartą." Tolimesnės analizės patvirtino mineralą kaip andraditą.

Kodėl tai svarbu Marso geologijai

Garnetas nėra vien tik papuošalas. Jis veikia kaip geologinis įrašas. Jo kristalinė chemija ir vidiniai elementų pėdsakai užrakina slėgio, temperatūros bei skysčių chemines sąlygas, esamas formavimosi metu. Žemėje garnetas dažnai susidaro metamorfizmo metu, kai uolienos transformuojasi dėl šilumos, slėgio ar chemiškai aktyvių skysčių. Jei andraditas NWA 8171 susiformavo Marse, tai reikštų, kad tame Marso regione vyko procesai, galintys sukurti metamorfinius mineralus, o tai turi tiesioginių pasekmių Marso geologijai ir metamorfizmui.

Bazaltinės breksijos pobūdis NWA 8171 apsunkina interpretaciją. Breksijos yra kompozitai: skirtingos kilmės fragmentai suklijuoti atvėsusios magmos arba smūgio lydalų. Tai reiškia, kad garnetą turintis klastas galėjo būti vietinės Marso plutinės dalies fragmentas arba atskiras svetimų uolienų gabalas, patekęs ant Marso gerokai anksčiau nei smūgis, kuris galiausiai išmetė šį meteoritą į kosmosą.

Andraditą turinčio fragmento cheminiai žemėlapiai.

Jeigu izotopiniai santykiai tokių elementų kaip deguonis ir chromas garnete atitiks tuos, kurie išmatuoti žinomuose Marso medžiagų mėginiuose, argumentų dėl vietinio Marso kilmės bus daugiau. Jei jie nesutaps, garnetas gali kilti iš kitos tėvinės dangaus kūno uolienos ir tiesiog vėliau tapti Marso plutonos dalimi prieš patekdamas į NWA 8171.

Abu variantai yra reikšmingi. Marso kilmė praplėstų žinomų uolienų tipų spektrą Marse ir reikštų šilumos ar skysčių veiklos epizodus, galinčius generuoti metamorfinius mineralus. Ne Marso kilmė pabrėžtų medžiagų mainų sudėtingumą vidaus Saulės sistemoje ir smūgių vaidmenį planetinių plutos elementų maišyme.

Galimi susiformavimo scenarijai

• Smūgio metamorfizmas: meteoroido smūgis galėjo sukelti trumpalaikį didelį slėgį ir temperatūrą, gamindamas garnetą pakeistuose uolienų fragmentuose.
• Magminiai procesai: neįprastos magmos sudėtys arba lokalus kontaktinis metamorfizmas, kai magma įsiskverbė į senesnę plutinę arba plutoninę plutą ir sukėlė garneto kristalizaciją.
• Hidroterminė alteracija: karšti skysčiai, pratekantys per uolienas, gali pakeisti mineralogiją ir stabilizuoti garnetą tam tikrose cheminėse aplinkose.

"Šis radinys išplės mūsų supratimą apie geologinius procesus, galimus šioje planetoje," priduria Kizovski. "Šis naujas, andradito turintis uolienų tipas gali duoti užuominų apie tai, kaip Marsas keitėsi per savo istoriją, ir suteikti naujų įžvalgų apie senovines aplinkas, galėjusias formuoti garnetą ir susijusius mineralus."

Planetų mokslininkas James Darling iš Portsmouth universiteto pažymi platesnes pasekmes: "Šie radiniai prideda ryškų naują aspektą mūsų Marso geologijos supratimui ir atveria įdomų langą į mūsų planetos kaimyno evoliuciją."

Ekspertų įžvalgos

Dr. Elena Martín, planetų geocheminė tyrėja viename universitete, pateikia praktišką požiūrį: "Izotopiniai tyrimai yra raktas. Garnetas sugavęs mažus kiekius priedų ir izotopų formavimosi metu, ir šios parašos yra stabilios. Jei deguonies ir chromo izotopai sutaps su Marso bazaltų parašais, turėsime tiesioginius įrodymus apie metamorfinius ar hidroterminius epizodus Marse. Jei nesutaps, sužinosime, kiek medžiagos mainų vyksta tarp planetinių kūnų laikui bėgant. Bet kuriuo atveju, tai reta galimybė perskaityti užslėptą Saulės sistemos istorijos skyrių."

Tolimesnė metodologija remsis atsargiu, kiek įmanoma mažiau destruktyviu izotopinių santykių matavimu ir papildomu mikrostruktūriniu vaizdavimu, siekiant nustatyti, ar garneto kristalai augo vietoje, ar buvo įterpti kaip svetimi fragmentai. Pagrindinį vaidmenį atliks tokie instrumentai kaip antrinių jonų masių spektrometrai (SIMS) ir elektroninės mikrosondos (EMP).

Išvada

Maži, nepastebimi andradito grūdeliai NWA 8171 atvėrė klausimus apie Marso gebėjimą generuoti metamorfinius mineralus ir apie tai, kaip planetinės plutonos gali būti mozaikuotos smūgių metu. Kiti žingsniai aiškūs: nustatyti izotopines parašas, ištirti kristalų istorijas ir išsiaiškinti, ar šie garnetai pasakoja vietinę Marso istoriją, ar platesnę tarpplanetinę mainų istoriją. Bet koks rezultatas pažada naujus skyrius mūsų Marso vaizde.