В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature Communications, исследователи нашли доказательства, что минерал нашел в марсианских метеоритах – который рассмотрели как доказательство древней сухой окружающей среды на Марсе – возможно, первоначально был содержащий водород минерал, который мог указать на более богатую водой историю для Красной планеты.Ученые из Университета Невады, Лас-Вегас (UNLV), кто возглавил международную исследовательскую группу в исследовании, создали синтетическую версию содержащего водород минерала, известного как whitlockite.После того, как сжатие шока экспериментирует на whitlockite образцах, которые моделировали условия изгнания метеоритов с Марса, исследователи изучили свою микроскопическую косметику с экспериментами рентгена в Advanced Light Source (ALS) Berkeley Lab и в Национальной лаборатории Аргонна Advanced Photon Source (APS).
Эксперименты рентгена показали, что whitlockite может стать обезвоженным от таких шоков, формируясь merrillite, минерал, который обычно находится в марсианских метеоритах, но не происходит естественно на Земле.«Это важно для выведения, каким количеством вода, возможно, была на Марсе, и была ли вода с самого Марса, а не комет или метеоритов», сказал Мартин Канз, научный сотрудник из АЛЬСА Berkeley Lab, который участвовал в исследованиях рентгена потрясенных whitlockite образцов.«Если даже часть merrillite была whitlockite прежде, это изменяет водный бюджет Марса существенно», сказал Оливер Чаунер, преподаватель исследования в Отделе Геонауки в UNLV кто co-led исследование с Кристофером Адкоком, преподавателем исследования помощника в UNLV.
И потому что whitlockite может быть расторгнут в воде и содержит фосфор, существенный элемент для жизни на Земле – и merrillite, кажется, характерен для многих марсианских метеоритов – исследование могло также иметь последствия для возможности жизни на Марсе.«Всеобъемлющий вопрос вот о воде на Марсе и его ранней истории на Марсе: когда-либо была окружающая среда, которая позволила поколение жизни на Марсе?» Чаунер сказал.Давления и температуры, произведенные в экспериментах шока, в то время как сопоставимый с теми из воздействия метеорита, продлились только приблизительно 100 миллиардных частей второй, или приблизительно одной десятой к сотому пока фактическое воздействие метеорита.
То, что эксперименты показали даже частичное преобразование в merrillite в этих созданных лабораторией условиях, более долгое воздействие продолжительности, вероятно, произведет «почти полное преобразование» в merrillite, сказал Чаунер.Он добавил, что это последнее исследование, кажется, один из первых в своем роде, чтобы детализировать эффекты шока на синтетический продукт whitlockite, который редок на Земле.Исследователи взорвали синтетический продукт whitlockite образцы с металлическими пластинами, стрелявшими из герметизируемого газом оружия на скоростях приблизительно до половины мили в секунду или приблизительно 1 678 миль в час, и при давлениях до приблизительно в 363,000 раз большего, чем давление воздуха в баскетболе.«Вам нужно очень серьезное воздействие, чтобы ускорить материал достаточно быстро, чтобы избежать гравитации Марса», сказал Чаунер.
В АЛЬСЕ Berkeley Lab исследователи использовали луч рентгена, чтобы изучить микроскопическую структуру потрясенных whitlockite образцов в технике, известной как дифракция рентгена. Техника позволила исследователям дифференцироваться между merrillite и whitlockite в потрясенных образцах.
Отдельные эксперименты рентгена, выполненные в APS Argonne Lab, показали, что до 36 процентов whitlockite были преобразованы к merrillite на месте воздействия металлической пластины с минералом, и что произведенное шоком нагревание, а не сжатие может играть самую большую роль в преобразовании whitlockite в merrillite.Есть также доказательства что жидкие потоки воды на Марсе сегодня, хотя еще не было научного доказательства, что жизнь когда-либо существовала на Марсе. В 2013 планетарные ученые сообщили, что темноватые полосы, которые появляются на марсианских наклонах, вероятно, связаны с периодическими потоками воды, следующей из изменяющихся температур.
Они основывали свой анализ данных из Орбитального аппарата Разведки Марса НАСА.И в ноябре 2016, ученые НАСА сообщили, что большой подземный лед массы воды в одной области Марса содержит эквивалент всей воды в Озере Верхнем, самых больших из Великих озер. Исследования Ровера также нашли доказательства бывшего изобилия воды на основе анализа поверхностных скал.
«Единственное недостающее звено теперь должно доказать, что (merrillite), на самом деле, действительно был марсианским whitlockite прежде», сказал Чаунер. «Мы должны вернуться к реальным метеоритам и видеть, были ли следы воды».Adcock и Tschauner преследуют другой раунд исследований, используя инфракрасный свет в АЛЬСЕ, чтобы изучить фактические марсианские образцы метеорита и также планируют исследования рентгена этих фактических образцов в этом году.
Много марсианских метеоритов, найденных на Земле, кажется, прибывают из периода приблизительно 150 миллионов к 586 миллионов лет назад, и большинство вероятно из той же самой области Марса. Эти метеориты по существу выкопаны от глубины приблизительно километра ниже поверхности начальным воздействием, которое отослало их в космос, таким образом, они не представительные для более свежей геологии в поверхности Марса, объяснил Чаунер.«Большинство из них очень похоже в горном составе, а также полезных ископаемых, которые происходят и имеют подобный возраст воздействия», сказал он.
Марс, вероятно, сформируется приблизительно 4,6 миллиарда лет назад в то же самое время как Земля и остальная часть нашей солнечной системы.Даже с более детальными изучениями марсианских метеоритов вместе с тепловым отображением Марса, взятого от орбитальных аппаратов и горных образцов, проанализированных марсоходами, пересекающими поверхность планеты, лучшим доказательством водной истории Марса была бы фактическая марсианская скала, взятая с планеты и транспортируемая назад в Землю, неповрежденную, для детальных изучений, отметили исследователи.
«Действительно важно получить скалу, которую ‘не пнули’» как марсианские метеориты, имеют, сказал Канз, чтобы узнать больше о водной истории планеты.