Геологи уточнили возраст марсианских метеоритов, упавших на Землю

Люди ещё не ступали на Марс, а Марс уже пришёл к людям. Куски марсианской породы, выброшенные с их родной планеты в результате столкновений с другими объектами, проделали свой путь по Солнечной системе и в конце концов врезались в Землю.

По мере сбора этих образцов с соседней планеты выявилась любопытная закономерность. Большинство, по-видимому, представляют собой породы, сформировавшиеся на Красной планете совсем недавно, что странно, учитывая, что большая часть марсианской поверхности очень древняя.

Не исключено, что показатели возраста в значительной степени ошибочны. Различные методы датирования дают разные результаты, а значит, учёные не могут с полной уверенностью оценить, когда эти породы образовались на Марсе.

Группа учёных из США и Великобритании нашла способ решить эту проблему. И, к их удивлению, многие из этих пород действительно оказались довольно молодыми: их возраст составляет всего несколько сотен миллионов лет. Эта информация может дать представление о том, как долго метеориты добирались сюда, а также о геологических процессах на Марсе.

«По определённым химическим характеристикам мы знаем, что эти метеориты точно с Марса», — говорит вулканолог Бен Коэн из Университета Глазго, возглавлявший исследование.

«Они были выброшены с Красной планеты в результате мощных ударных воздействий, образовавших большие кратеры. Но на Марсе десятки тысяч ударных кратеров, поэтому мы не знаем, из каких именно мест планеты взялись конкретные метеориты. Одна из лучших подсказок, по которой можно определить кратер-источник их происхождения, — это возраст образцов».

На Земле найдено около 360 образцов метеоритов, для которых установлено марсианское происхождение. Около 302 из них на момент написания статьи, то есть большинство, относятся к классу шерготтитов, богатых металлами марсианских пород, выкованных в результате вулканической активности.

Учёные оценили возраст поверхности Марса по тому, насколько сильно она испещрена кратерами. Если бы поверхность была более молодой, с относительно недавней вулканической активностью, то многие кратеры были бы стёрты вулканическими потоками. Поэтому любые породы, выбиваемые с марсианской поверхности, также должны быть старыми.

Методы датировки шерготтитов на Земле осложнены не только их составом, но и тем, что нам удалось выяснить, что возраст многих из них не превышает 200 млн лет. Это привело к так называемому парадоксу возраста шерготтита, который не даёт покоя учёным уже несколько десятилетий.

Объяснения такой удивительной молодости породы могут быть самыми разными: от единого места происхождения всех более молодых шерготтитов до идеи, что ударная волна могла так нагреть и раздробить породу, что её возраст как бы обнулился. Однако эти теории не выдерживают критики со стороны имеющихся свидетельств — самих пород.

Для определения возраста шерготтита используется метод аргон-аргонового датирования, основанный на распаде радиоактивного калия в аргон. Поскольку при таком распаде образуется известное соотношение изотопов аргона, учёные могут по этому соотношению определить, как долго происходил радиоактивный распад, и таким образом датировать образец породы.

Проблема заключается в том, что здесь, на Земле, мы можем легко учесть различные источники аргона, которые могут попасть в образец. Для шерготтита, который зародился на совершенно другой планете и провёл в космосе бог знает сколько времени, всё гораздо сложнее. Для шерготтита существует пять потенциальных источников аргона, в то время как для земных пород их всего три.

Чтобы компенсировать это, Коэн и его коллеги разработали метод коррекции аргонового загрязнения с Земли и из космоса. «Как только мы это сделали, аргон-аргоновые возрасты оказались молодыми и прекрасно сочетались с другими методами, например, с уран-свинцовым», — поясняет он.

Они датировали семь образцов шерготтита, получив возраст от 161 до 540 млн лет. По мнению исследователей, причина этого может заключаться в том, что частая бомбардировка Марса привела к разрушению старой поверхности, обнажив под ней более молодые породы, которые пополнялись за счёт вулканической активности. В конечном счёте, возрастает вероятность того, что более молодая порода будет извлекаться и выбрасываться.

Марсианская вулканическая активность может продолжаться и сегодня, а Марс постоянно подвергается бомбардировке. По оценкам учёных, около 200 ударов в год создают кратеры диаметром более 4 метров. Поэтому, наверное, неудивительно, что более молодые породы иногда выбрасываются в сторону Земли.