Det er rundt 61 000 meteoritter på jorden, eller i det minste er det slik mange er funnet. Av disse er rundt 200 av dem veldig spesielle: De kom fra Mars. Og de 200 meteorittene har vært viktige ledetråder for hvordan Mars dannet seg i det tidlige solsystemet.
Vi vet at Mars var et veldig annet sted i fortiden. Mars 'eldste overflater viser tegn til vann, vulkansk aktivitet og påvirkning fra planetesimaler, som er definert som protoplaneter opp til omtrent 1930 km (1200 miles) i diameter. Men mange av ledetrådene til Mars 'dannelse blir visket ut med flere milliarder år, med unntak av meteorittene.
Noen påvirkninger på Mars var kraftige nok til å skyve meteorer ut i verdensrommet, og noen av disse meteorene slo jorden som meteoritter. Disse meteorittene inneholder store variasjoner av elementer som wolfram og platina. Wolfram og platina har en tilhørighet til jern, og i Mars 'tidlige, smeltede dager ville wolfram og platina sunket til klodens kjerne sammen med jernet.
Så Martian-meteorittene som vi har funnet på Jorden, er et utvalg av Marsskorpen på det første innvirkningstidspunktet. Siden wolfram og platina ikke var til stede i jordskorpen på slagtidspunktet, etter å ha sunket til kjernen, må de ha kommet fra et annet sted. En ny studie sier at volfram og platina i meteorittene kom fra jordskorpen som slo Mars, og ikke var fra Mars 'opprinnelige skorpe. I stedet tok Mars lengre tid til å danne seg enn tenkt, og i løpet av den tiden smalt planetesim i Mars, og skapte den skorpen som er prøvetatt av meteorittene.
Studien har tittelen "En sammensatt heterogen martianmantel på grunn av sen akkresjon." Hovedforfatter er Simone Marchi fra Southwest Research Institute (SwRI). Oppgaven er publisert i tidsskriftet Science Advances.
Hvis planetesimaler avsatte wolfram og platina på Marsoverflaten, betyr det at disse planetesimalene slo Mars senere i sin historie, etter at planeten hadde blitt avkjølt og den primære kjernen allerede hadde dannet seg. I forlengelse av dette betyr dette at Mars tok lengre tid å danne enn opprinnelig trodd. Isotopforhold i meteorene fra radioaktivt forfall i jordskorpen forsterker ideen om at marsformasjon tok mer tid.
Tidligere så bevisene ut som Mars dannet i løpet av 2 til 4 millioner år. Men den konklusjonen var sterkt basert på de Martiske meteorittene og deres forhold mellom volframisotoper. Denne nye studien antyder at det begrensede antallet av meteoritter som er tilgjengelige for studier, var partisk med resultatet.
"Vi visste at Mars mottok elementer som platina og gull fra tidlige, store kollisjoner. For å undersøke denne prosessen, utførte vi simuleringer av glatt-partikkel hydrodynamikk, "sa SwRIs Dr. Simone Marchi, hovedforfatter av et Science Advances-papir som beskriver disse resultatene. “Basert på vår modell produserer tidlige kollisjoner en heterogen, marmorkake-lignende marsmantel. Disse resultatene antyder at det rådende synet på Mars-formasjonen kan være partisk av det begrensede antallet meteoritter som er tilgjengelige for studier. "
Volframisotopforhold i meteorittene har ført til konklusjonen at Mars dannet seg i løpet av 2 til 4 millioner år. Men kollisjoner med planetesimaler med sine egne skorper kunne ha forandret volframforholdsbalansen i Mars 'skorpe, og det antydet at det tok opptil 20 millioner år før Mars ble dannet. Og det er det teamets modell viser.
"Påkjørsler med prosjektiler som er store nok til å ha egne kjerner og mantler, kan føre til en heterogen blanding av disse materialene i den tidlige Martian-mantelen," sa medforfatter Dr. Robin Canup, assisterende visepresident for SwRIs romvitenskap og ingeniørdivisjon. "Dette kan føre til forskjellige tolkninger av tidspunktet for Mars 'dannelse enn de som antar at alle prosjektiler er små og homogene."
Et av problemene med de Martiske meteorittene er at vi ikke vet nøyaktig hvor de stammer fra på Mars, og vi vet ikke om de er et representativt utvalg av hele jordskorpen, eller om de bare kommer fra noen få steder. Med bare rundt 200 er det lite sannsynlig at de er et mangfoldig utvalg. Det er faktisk mer sannsynlig at alle Martian-meteorittene stammer fra relativt få påvirkninger.
Denne nye studien viser at forskjellige steder på Marsskorpen kunne ha mottatt forskjellige konsentrasjoner av materialer fra forskjellige store prosjektiler. Det innebærer forskjellige konsentrasjoner av jernelskende elementer.
Vanskeligheten med å forstå Mars kommer ned på mangel på prøver. Selv om de er overbevisende og interessante vitenskapelige, er meteoritter ikke en representativ prøve. Fremtidige oppdrag til Mars vil forhåpentligvis returnere flere prøver for studier. Med dem i hånden vil forskere kunne få et bedre inntrykk av hvor varierende jernelskende bergarter er i Marsskorpen i dag.
Det vil igjen hjelpe oss å forstå planetens formasjonshistorie.
"For å forstå Mars helt, må vi forstå hvilken rolle de tidligste og mest energiske kollisjonene har spilt i utviklingen og sammensetningen av den," konkluderte Marchi.
Mer:
- Pressemelding: SWRI-MODELLER HENGER TIL LENGER TIDSKJELL FOR MARSFORMASJON
- Research Paper: En sammensatt heterogen martianmantel på grunn av sen akkresjon
- Space Magazine: Planet Mars, From Pole to Pole
