Загадочный минерал: В июле 2015 года марсоход «Кьюриосити» во время бурения скважины обнаружил удивительную находку — минерал, которого на самом деле не должно быть на Марсе. Это связано с тем, что редкий тридимит обычно образуется при быстром охлаждении богатой кремнием лавы. Но их нет на месте, где минерал был найден в марсианском кратере Гейл. Теперь исследователи выяснили, как мог образоваться тридимит.
Марсоход Curiosity уже предоставил некоторые удивительные сведения о геологии и ранней эволюции Марса во время своих исследований кратера Гейла. Его данные измерений существуют Органические молекулы обнаруженные в марсианских отложениях, они предполагают, что марсианская атмосфера когда-то насыщенный кислородом был и что в кратере Гейла когда-то был потенциально обитаемым пресноводное озеро существовал.
Удивительная находка
Однако открытие, сделанное 30 июля 2015 года, до сих пор вызывает недоумение: при взятии проб из отложений первозданных вод Марса марсоход Curiosity обнаружил мелкий порошок серого цвета, химический состав которого вызвал удивление. Поскольку этот образец, получивший название «Оленья кожа», содержал около 74 процентов диоксида кремния, это было необычно для преимущественно базальтовой коры Красной планеты. Еще более удивительным было то, что среди этих силикатов почти 16 процентов составлял также моноклинный тридимит.
«Обнаружение тридимита в отложениях кратера Гейла — одна из самых удивительных находок, сделанных марсоходом Curiosity за десять лет исследования Марса», — говорит соавтор Кирстен Зибах из Университета Рива в Техасе. Тридимит образуется, когда силикаты сначала сильно нагреваются, а затем быстро охлаждаются. Эта высокотемпературная модификация кварца крайне редко встречается на Земле, она обнаружена только на двух вулканах в Японии и на одном участке в Гренландии.
Как тридимит попал в кратер Марса?
На Марсе, и особенно в кратере Гейла, геологи не ожидали таких высоких концентраций тридимита. «Обычно тридимит возникает из кислой магмы, которая редко встречается на Марсе», — объясняют Зибах, первый автор Валрери Пайре из Университета Северной Аризоны и ее коллеги. «Несмотря на то, что на Марсе есть достаточно свидетельств базальтовых извержений, это другой химический состав».
Кроме того: «Мы нашли этот минерал на дне первобытного озера», — говорит Зибах. Материнская порода не имеет магматического происхождения, а состоит в основном из старых отложений. Чтобы выяснить, как тридимит мог попасть в эту среду, команда проанализировала все мыслимые сценарии формирования и сравнила их с данными из кратера Гейла.
Из магматического очага в озеро
Результат: происхождение тридимита, вероятно, связано с более далеким марсианским вулканом, чья магма дольше обычного оставалась в магматическом очаге и при этом частично охлаждалась. В результате более тяжелые компоненты, некоторые из которых уже выкристаллизовались, опустились на дно, а более легкие, богатые силикатами компоненты магмы поднялись наверх. При извержении вулкана эта часть расплавленной породы, богатая силикатом, а также содержащая тридимит, в основном выбрасывалась в виде лавы и пепла.
«Основываясь на наблюдениях из кратера Гейла, должен был быть по крайней мере один случай эксплозивного кремнистого вулканизма на Марсе в гесперианскую эпоху между 3,5 и 3 миллиардами лет назад», — пишут Пайре и ее коллеги. Пепел от этого извержения был унесен ветром в кратер Гейла, где он падал на озеро и притоки и постепенно оседал на дно, тем самым обогащая его.
«Поскольку мы нашли этот минерал только в этом одном слое и в высокой концентрации, вулкан, должно быть, извергался примерно в то же время, когда существовало озеро», — говорит Зибах. «Анализы также показывают, что пепел был химически выветрен и отсортирован водой».
«Не чисто базальтовый мир»
По словам исследовательской группы, эти результаты свидетельствуют о том, что вулканизм Красной планеты мог быть более разнообразным и сложным, чем считалось ранее. «Текущие и будущие миссии должны искать дополнительные доказательства геологически развитого вулканизма и его продолжительности», — заявляют ученые. «Марс — это не просто базальтовый мир» (Earth and Planetary Science Letters, 2022; дои: 10.1016/j.epsl.2022.117694)
Те: Университет Райса
