Вчені виявили, що сила, необхідна для викиду каменів з поверхні Марса, які врешті-решт обрушилися на Землю у вигляді метеоритів, насправді набагато нижча, ніж вважалося раніше.
Метеорити з різних джерел були виявлені на поверхні Землі протягом тисячоліть, але Марс не вважався можливим джерелом цього бомбардування до 1970-х років, коли було виявлено, що вимірювання марсіанської атмосфери, зроблені орбітальними апаратами NASA Viking, відповідають вмісту газів у цих космічних каменях. Тим не менш, залишалося невідомим, як саме ці камені могли пройти весь шлях від Червоної планети до Землі.
У новому дослідженні вчені з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) і Лабораторії реактивного руху (JPL) змоделювали «ударний тиск», який відчувають камені Марса, коли вони викидаються з планети. При цьому дослідники виявили, що катапультувати камінь з Марса в космос не так складно, як вважалося раніше.
«Ми не на Марсі, тому ми не можемо особисто спостерігати за падінням метеорита», – сказав у своїй заяві член команди та планетолог JPL Ян Лю. «Але ми можемо відтворити подібний удар у лабораторних умовах. Зробивши це, ми виявили, що для запуску метеорита на Марс потрібен набагато менший тиск, ніж ми думали».
Щоб пройти з поверхні Марса, через марсіанську атмосферу, у космічний вакуум і поза ним, а потім через атмосферу Землі та на поверхню нашої планети, камені повинні витримати величезні температури та тиск і можливу аварійну посадку.
Поки інженери не знайдуть спосіб зібрати та повернути марсіанські зразки, ці метеорити є єдиним способом, за допомогою якого вони зможуть досліджувати каміння Червоної планети зблизька та особисто. Поки метеорити вивчаються, інші дослідники працюють над тим, щоб краще зрозуміти природу зіткнень з Марсом, які можуть запустити шматки Червоної планети.
І як виявилося, марсіанські метеорити містять інші деталі про їхню подорож від Червоної планети до Землі.
Склоподібний матеріал маскелініт утворюється, коли мінерал плагіоклаз піддається надзвичайному тиску, подібному до тих, які викликані гігантськими ударами. Це означає, що виявлення маскелініту в скелі може вказувати на тиск, якому вони піддавалися. Протягом останніх п’яти років було виявлено марсіанські метеорити з сумішшю плагіоклазу та маскелініту, що накладає обмеження на величину тиску, який вони повинні відчувати.
Команда Каліфорнійського технологічного інституту/JPL взялася знищити з Землі породи, що містять плагіоклаз, щоб спостерігати, як високий тиск викликає трансформацію мінералу. Це передбачало використання потужної гармати для підривання каменів снарядами, випущеними зі швидкістю в п’ять разів вищою за швидкість звуку, імітуючи види тиску, який зазнають камені, викинуті з Марса.
Попередні експерименти показали, що плагіоклаз стає маскелінітом при ударному тиску в 30 гігапаскалів (ГПа), що в 300 000 разів перевищує атмосферний тиск на Землі на рівні моря. Ці попередні випробування вимагали реверберації ударних хвиль через сталеву камеру, однак це не дає точної картини того, що відбувається під час зіткнення з Марсом.
У цих нових експериментах, без сталевої камери, що діє на ударні хвилі, вчені виявили, що перехід між плагіоклазом і маскелінітом фактично відбувся лише за 20 ГПа.
«Це було серйозною проблемою для моделювання удару, який може викинути непошкоджені камені з Марса, водночас шокуючи їх до 30 ГПа», — сказав в окремій заяві Пол Азімов, професор геології та геохімії Каліфорнійського технологічного інституту Елінор і Джон Р. Макміллан. «У цьому контексті різниця між 30 і 20 ГПа є значною».
Результати узгоджуються зі спостереженнями інших мінералів під високим тиском у метеоритах, які підтверджують ідею, що марсіанські метеорити відчувають ударний тиск менше 30 ГПа під час викиду з Червоної планети.
Озброївшись цими новими параметрами ударного тиску, вчені зрештою зможуть відстежити марсіанські метеорити до гігантських зіткнень, які спочатку змусили їх мчати крізь космос.
«Чим точніше ми можемо охарактеризувати ударний тиск, який зазнає метеорит, тим більша ймовірність того, що ми зможемо ідентифікувати ударний кратер на Марсі, з якого він виник», — підсумував Азімов.
Дослідження команди було опубліковано в журналі Science Advances.
