Кора Марса сложнее и эволюционировала, чем считалось ранее

Ранняя кора Марса может быть более сложной, чем считалось ранее, и даже может быть похожа на изначальную кору нашей планеты.

Марсианская поверхность однородно базальтовая, продукт миллиардов лет вулканизма и текущей лавы на поверхности, которая со временем остыла. Поскольку поверхность Марса не подверглась полномасштабной реконструкции, подобной смещению континентов на Земле, ученые думали, что история земной коры была относительно простой историей.

Но в новом исследовании исследователи обнаружили места в южном полушарии Красной планеты с более высокими концентрациями кремния, химического элемента, чем можно было бы ожидать в чисто базальтовых условиях. Концентрация кремнезема была обнаружена космическими камнями, которые врезались в Марс, извлекая материал, который находился на много миль ниже поверхности, и раскрывая скрытое прошлое. Исследование «Эволюционировавшая ранняя кора, обнаруженная на Марсе с помощью спектроскопии», было опубликовано в Интернете 4 ноября в журнале. Письма о геофизических исследованиях.

«В составе больше кремнезема, что делает породы не базальтовыми, а тем, что мы называем более развитыми по составу», — говорит Валери Пайре, доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде Университета Айовы и автор исследования. «Это говорит нам о том, как кора сформировалась на Марсе, определенно сложнее, чем мы знали. Таким образом, речь идет больше о понимании этого процесса, и особенно о том, что он означает для того, как впервые сформировалась земная кора».

Ученые считают, что Марс образовался около 4,5 миллиардов лет назад. Как именно появилась Красная планета, остается загадкой, но есть теории. Одна из идей состоит в том, что Марс образовался в результате колоссального столкновения камней в космосе, которое при сильном нагреве породило полностью сжиженное состояние, также известное как магматический океан. Теория гласит, что магматический океан постепенно остывал, образуя кору, похожую на слой кожи, которая должна была быть исключительно базальтовой.

Другая теория состоит в том, что магматический океан не был всеобъемлющим, и что части первой коры на Марсе имели другое происхождение, в котором концентрации кремнезема отличались от базальтовых.

Пайре и ее партнеры по исследованию проанализировали данные, собранные орбитальным аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter для южного полушария планеты, которое, как показали предыдущие исследования, было самым старым регионом. Исследователи обнаружили девять мест, таких как кратеры и трещины в местности, которые были богаты полевым шпатом, минералом, связанным с потоками лавы, более кремнистыми, чем базальтовыми.

«Это была первая подсказка, — говорит Пайре. «Именно потому, что местность богата полевым шпатом, мы исследовали там концентрации кремнезема».

Ранее полевой шпат находили в других регионах Марса, но дальнейший анализ показал, что химический состав в этих областях был более базальтовым. Это не остановило исследователей, которые обратились к другому прибору под названием THEMIS, который может определять концентрации кремнезема посредством отражения инфракрасных волн от марсианской поверхности. Используя данные THEMIS, команда определила, что местность в выбранных ими местах была скорее кремнистой, чем базальтовой.

Добавляя еще больше достоверности их наблюдениям, метеориты, такие как Erg Chech 002, обнаруженные в Сахаре и датируемые примерно временем рождения Солнечной системы, имеют такие же кремниевые и другие минеральные составы, которые команда наблюдала в девяти местах на Марсе.

Исследователи также датировали кору примерно 4,2 миллиарда лет, что делает ее самой старой корой, найденной на Марсе на сегодняшний день.

Пейре говорит, что была слегка удивлена ​​этим открытием.

«На поверхности были марсоходы, которые наблюдали породы, которые были скорее кремнистыми, чем базальтовыми», — говорит она. «Итак, были идеи, что кора может быть более кремнистой. Но мы никогда не знали и до сих пор не знаем, как образовалась ранняя кора или сколько ей лет, так что это до сих пор остается загадкой».

В то время как происхождение коры Марса остается туманным, история коры Земли еще менее ясна, поскольку любые остатки первоначальной коры нашей планеты были давно стерты из-за смещения континентальных плит за миллиарды лет. Тем не менее, находка может дать представление о происхождении Земли.

«Мы не знаем кору нашей планеты с самого начала; мы даже не знаем, когда впервые появилась жизнь», — говорит Пайре. «Многие думают, что это может быть связано. Таким образом, понимание того, какой была земная кора давным-давно, может помочь нам понять всю эволюцию нашей планеты».

Пейре провел исследование в качестве постдокторанта в Университете Северной Аризоны. Она присоединилась к UI в августе. Соавторами являются Марк Сальваторе и Кристофер Эдвардс из Северной Аризоны.