Международная группа исследователей обнаружила космический драгоценный камень возрастом 4,4 миллиарда лет: это первый найденный драгоценный камень типа граната внеземного происхождения. Драгоценный камень был спрятан внутри марсианского метеорита Northwest Africa (NWA) 8171, что стало первым достижением планетарной науки.
Анализ фрагментов Марса, достигших Земли, — единственный прямой способ изучения состава литосферы Красной планеты без необходимости космических миссий. Среди немногих камней, которые сопротивляются перемещению и проникновению в нашу атмосферу, NWA 8171 содержит важную минералогическую подсказку о первобытных условиях нашей Солнечной системы.
Исследуя кусок этой древней породы, глобальная группа ученых под руководством доктора Тани Кизовски подтвердила наличие минерала граната. Конкретная разновидность, называемая андрадитом, богата железом и кальцием и отличается от коммерческих рубинов тем, что имеет зеленоватые и желтоватые тона.
На Земле гранат представляет собой минерал, имеющий большое значение для геологов, поскольку он действует как естественный рекорд интенсивных эпизодов жары и метаморфизма. Его присутствие в горных породах позволяет разгадать термическую историю и геологические трансформации планетарного тела, предоставляя важную информацию о геологической эволюции планет, в том числе в сценариях, выходящих за рамки нашего собственного.
Обнаружение граната в образце с Марса — исключительно редкое событие, которое ставит под сомнение существующие геологические модели. Это открытие предполагает, что древняя марсианская кора могла быть ареной гораздо более сложных и динамичных геологических явлений, чем предполагалось ранее.
Подробности анализа метеорита NWA 8171 с помощью лазерной технологии
В инновационном исследовании, результаты которого были опубликованы в журнале *Geochemical Perspectives Letters*, главным исследователем была доктор Таня Кизовски. Она работала в партнерстве с коллегами из Королевского музея Онтарио (ROM) и Университета Брока в Канаде, а также со специалистами университетов Портсмута и Открытого университета (Великобритания), а также Университета Триеста (Италия).
Метеорит, известный как Северо-Западная Африка 8171 (NWA 8171), классифицируется как реголитовая брекчия, горная порода, образовавшаяся в результате слияния пыли, обломков и ударного материала, накопленного на поверхности Марса во время Ноевой эры. Его возраст оценивается как минимум в 4,4 миллиарда лет, и астрономы считают его первичным пережитком истории Марса.
Чтобы проанализировать внутреннюю часть ценного образца, не причинив ему вреда, ученые применили комбинацию передовых методов. Они использовали отдел электронной микроскопии и микроанализа Портсмутского университета в сочетании со специализированным оборудованием для лазерной абляции Королевского музея Онтарио, раскрывая необычный химический состав драгоценного камня с микроскопической точностью.
Исследователи заметили, что микроскопическая структура граната разделена на две отдельные области. Одна область преимущественно состоит из самого граната, смешанного с другими минералами, а вторая состоит из совершенно иной комбинации материалов, изолированных от первой.
Эта двухфазная структура указывает на то, что порода образовалась на Марсе в результате многогранных процессов. Прежде чем он приобрел свою уникальную внутреннюю конфигурацию, он должен был пройти через несколько циклов сильной жары, сильного давления и постепенного охлаждения.
Понять возможные пути образования граната на Марсе
Идентификация этого силиката на Марсе открывает интригующую геофизическую дискуссию о циркуляции тепловой энергии на планете. Доктор Кизовски подчеркнул, что «гранат является классическим примером минерала, который обычно встречается в метаморфических породах на Земле».
Чтобы гранат образовался в земных геологических условиях, исходная порода должна подвергнуться воздействию чрезвычайно высоких температур и колоссального давления. Однако на такой планете, как Марс, где нет активной тектоники плит, сравнимой с земной, возникновение такой «естественной печи» требует от астробиологов и геологов исследования альтернативных источников энергии.
Исследователи исследуют несколько физических возможностей, чтобы объяснить это явление. Кизовский подробно рассказал о потенциальном происхождении: «На Марсе тепло и давление, необходимые для образования граната в результате метаморфизма, могли возникнуть в результате удара метеорита о марсианскую поверхность, подъема магмы в марсианскую кору или комбинации обоих факторов».
Вторая рассматриваемая теория предполагает окислительное метасоматическое событие. В этом процессе нагретые химические жидкости циркулируют через породы, изменяя их первоначальный минералогический состав.
Раскрытие истинного происхождения: дилемма «безбилетного пассажира» марсианского камня
Несмотря на энтузиазм по поводу открытия граната, наука требует осторожности. Наличие этого минерала не обязательно означает наличие на Марсе крупных месторождений, поскольку реголитовая брекчия — это горная порода, образовавшаяся в результате слияния разных типов горных пород в единую массу.
Учитывая, что поверхность Марса представляет собой обширное «хранилище» космического мусора, существует научная возможность того, что граната не имеет марсианского происхождения. Это мог быть сохранившийся фрагмент астероида, который столкнулся с планетой и врезался в скалу.
Чтобы решить проблему «безбилетных пассажиров», ученые планируют проанализировать изотопную сигнатуру образца. Кизовски объяснил следующий этап исследования: «Измерение изотопов кислорода в породе, содержащей гранат, поможет нам подтвердить, действительно ли он имеет марсианское происхождение или возник в результате удара экзотического метеорита».
Если изотопные характеристики будут соответствовать марсианским, планетология наконец подтвердит присутствие этого ранее не зарегистрированного минерала на Красной планете. В противном случае, если это хорошо сохранившийся внеземной фрагмент, он может предоставить беспрецедентные данные о химическом составе тел, повлиявших на внутреннюю часть Солнечной системы.
Независимо от результата анализа, детальное изучение NWA 8171 уже существенно расширило горизонты внеземной геологии. Ученые заявили, что «этот новый тип породы, содержащей гранат, может дать представление о том, как развивался Марс на протяжении всей его истории, и дать новое представление о древней среде, которая способствовала образованию граната и других родственных минералов».
