Как в марсианский кратер попал редкий минерал: мнение ученых
Хотя на Марсе имеются обширные свидетельства прошлой активности базальтового вулканизма в некоторых регионах, некогда предположительно заполненный водой кратер Гейла не является одним из них. Поэтому ученые задумались о том, как тридимит оказался в столь нехарактерном месте.
Команда под руководством планетолога Валери Пайре из Аризонского университета разгадала загадку: минерал мог появиться в результате одного взрывного извержения вулкана, произошедшего примерно от 3,0 до 3,7 миллиардов лет назад.
«Обнаружение тридимита в аргиллите в кратере Гейла — одно из самых удивительных наблюдений, сделанных марсоходом Curiosity за 10 лет изучения Марса», — заявила марсианский геолог Кирстен Зибах из Университета Райса. По ее словам, тридимит обычно ассоциируется с кварцеобразующими, эксплозивными, эволюционировавшими вулканическими системами на Земле, но на дне древнего озера Марса, большинство вулканов которого очень примитивны, этому минералу на первый взгляд не место.
Поскольку ученые не могут вживую побывать на Красной планете, у них есть два инструмента для разгадки тайны: залежи тридимита, найденные здесь, на Земле, и образцы минералов, собранные Curiosity из кратера Гейла и горы Шарп — вершины в центре кратера.
Начать пришлось с Земли. Каждое задокументированное месторождение тридимита и условия, в которых оно образовалось, были тщательно изучены исследовательской группой. Затем команда просеяла данные, собранные Curiosity, о составе давно высохшего осадочного дна озера в кратере Гейла.
Тридимит образуется при температуре выше 870 градусов по Цельсию (1600 градусов по Фаренгейту) и превращается в фазу, называемую кристобалитом, при температуре около 1470 градусов по Цельсию. Обе эти формы обнаружены в одиночном слое на склоне горы Шарп. Кроме того, Curiosity обнаружил полевой шпат и опаловый кремнезем, которые на Земле также можно найти в вулканических породах.
Соединяя эти кусочки вместе, мы получаем захватывающий сценарий, связанный с магматическим очагом под кратером Гейла, существовавшим миллиарды лет назад. Команда предположила, что эта камера находилась под озером довольно долго. В течение этого времени охлаждение привело к процессу, называемому фракционной кристаллизацией, удаляющему и разделяющему минералы с образованием избытка кремнезема.
Когда камера в конце концов раскололась, это произошло в результате огромного взрыва, который выбросил пепел, содержащий кремнезем — теперь в форме тридимита — в воздух, чтобы дождем обрушиться обратно в озеро в кратере Гейла и его притоки. По словам команды, эти воды должны были выветриться и вымыть пепел, чтобы получить химический состав слоя, наблюдаемый Curiosity.
Поскольку это извержение кремния представляет собой эволюционировавший тип, который отличался бы от базальтового вулканизма, свидетельства которого имеются в изобилии на Марсе, анализ команды предполагает, что красная планета могла иметь гораздо более сложную вулканическую историю, чем мы знаем. Будущие миссии должны искать доказательства других случаев этого развитого вулканизма, чтобы помочь ограничить, когда и в каком контексте это произошло на Марсе.