Фрагмент метеорита свидетельствует об экстремальном астероидном ударе, скрытом в древнем прошлом Марса

В марсианском метеорите обнаружено доказательство сокрушительного удара астероида о Марс, что может изменить временные рамки, когда красная планета могла быть пригодной для жизни.

В известном метеорите под названием NWA 7034, или "Черная красавица", ученые обнаружили ударный кристалл минерала циркона, который на Земле встречается только в массивных ударных кратерах. Это позволяет предположить, что Марс подвергся мощной бомбардировке метеоритами позже, чем считалось ранее.

"Это зерно - поистине единичный подарок Красной планеты", - говорит планетарный геолог Морган Кокс из Университета Кертина в Австралии.

"Ударная деформация под высоким давлением ранее не была обнаружена ни в одном минерале с Черной Красавицы. Это открытие ударных повреждений в марсианском цирконе возрастом 4,45 миллиарда лет предоставляет новые доказательства динамических процессов, которые влияли на поверхность раннего Марса".

NWA 7034, обнаруженный в 2011 году в пустыне Сахара в Марокко, представляет собой 320-граммовый (11,3 унции) кусок вулканической брекчии. То есть, он состоит из кусочков различных пород, наподобие фруктового пирога.

В основном это базальт, но в нем присутствуют включения, в том числе несколько кристаллов циркона, а возраст некоторых его частей достигает 4,45 миллиарда лет, почти столько же, сколько самой планете.

Ранняя Солнечная система была гораздо более диким местом, чем сегодня. Мы нашли доказательства того, что на ранних этапах внутренние планеты подвергались сильным ударам крупных астероидов.

Общее отсутствие ударных повреждений в цирконах из NWA 7034 ранее приводилось в качестве доказательства того, что этот интенсивный период бомбардировки Марса закончился примерно 4,48 миллиарда лет назад. Следовательно, это могло означать, что Марс был пригоден для жизни довольно рано.

Кокс и ее коллеги провели тщательное исследование 66 зерен циркона, найденных в NWA 7034, с помощью дифракционного картирования обратного рассеяния электронов и катодолюминесцентной визуализации, чтобы изучить структурное расположение атомной решетки внутри.

Только в одном из 66 зерен, возраст которого составлял 4,45 миллиарда лет, команда обнаружила свидетельства массивного удара.

Тип ударных повреждений в марсианском цирконе включает в себя "двойникование", о котором сообщалось во всех крупнейших местах столкновения на Земле, включая Мексику, где погибли динозавры, а также на Луне, но не на Марсе", - сказал Кокс.

Во всех минералах атомы расположены в симметричной трехмерной решетчатой структуре. Представьте себе, например, кубик решетки, где атом находится в каждом углу каждого кубика решетки (хотя фактическая структура значительно варьируется от минерала к минералу).

При достаточно высоком давлении - 20-30 гигапаскалей, как, например, при столкновении с крупнейшими астероидами, - с этими решетками может произойти нечто странное. Кристаллы могут быть прижаты друг к другу настолько плотно, что в итоге они оказываются общими в некоторых точках своих кристаллических решеток.

Хотя команда обнаружила двойникование только в одном из кристаллов циркона, этот один кристалл позволяет предположить, что процесс образования, подобный тому, что мы наблюдаем на Земле, связан с высоким давлением, вероятно, в результате столкновения с астероидом. Это, по словам исследователей, говорит о том, что тяжелая бомбардировка Марса происходила по крайней мере через 30 миллионов лет после предыдущей оценки.

В свою очередь, это говорит о том, что условия могли стать благоприятными для жизни лишь немного позже - что совпадает с временными рамками Марса для другого условия возникновения жизни, как мы ее знаем, говорят исследователи.

"Предыдущие исследования циркона в марсианских метеоритах предполагали, что условия, пригодные для жизни, могли существовать до 4,2 миллиарда лет назад, основываясь на отсутствии окончательных ударных повреждений", - говорит планетарный геолог и геохимик Аарон Кавози из Университета Кертина.

"После этого времени Марс по-прежнему подвергался ударной бомбардировке в масштабах, известных как причина массовых вымираний на Земле. Описанный нами циркон служит доказательством таких ударов и подчеркивает возможность того, что окно обитаемости могло наступить позже, чем считалось ранее, возможно, совпадая с доказательствами существования жидкой воды на Марсе 3,9-3,7 миллиарда лет назад".

Учитывая, что длительная бомбардировка тяжелыми астероидами могла испарить любую поверхностную воду и нарушить атмосферу, возможно, это не такое уж и совпадение.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.