Рядък марсиански метеорит, открит в пустинята Сахара, предостави на учените безпрецедентен поглед към най-ранната кора и мантия на Червената планета.

Находката, обозначена като Teghaza 001, се е формирала преди най-малко 4,1 милиарда години. Тя съхранява уникални химически следи от древна магма и контакт с течна вода.

Резултатите от мащабното проучване са публикувани в списание Science.

Водещ автор на изследването е Янг Лиу от Лабораторията за реактивно движение (JPL) към НАСА.

Teghaza 001 е открит през 2022 г. на територията на Мали

Общата маса на осемте събрани фрагмента е 798,5 грама. Най-големият къс тежи 442 грама. Анализът на кислородните изотопи бързо потвърждава марсианския произход на скалата. Но нейните минерални свойства веднага привличат вниманието на специалистите.

Повечето марсиански метеорити, с които разполага съвременната наука, произхождат от сравнително по-млади геоложки слоеве.

За разлика от тях и от известния метеорит „Black Beauty“ (който представлява смесица от различни скални отломки), Teghaza 001 е хомогенна магмена скала – вид левкогабро, изключително богато на плагиоклазен фелдшпат.

Микроструктурата на пироксеновите кристали показва, че магмата е изстивала бавно под повърхността със скорост от едва около 0,01 градуса по Целзий на година.

За да определят точната възраст на образеца, изследователите са анализирали циркониеви кристали чрез радиометрично ураново-оловно датиране.

Резултатите от десет измервания в шест отделни зърна показват средна възраст от 4,114 милиарда години (с точност до 17 милиона години).

Това нарежда Teghaza 001 сред най-древните познати образци от Червената планета, наред с прочутия метеорит Allan Hills 84001.

Ключовият пробив в изследването е откриването на неопровержими доказателства за взаимодействие между скала и нагрята вода в дълбокото минало на Марс.

Външните слоеве на плагиоклазните и циркониевите зърна показват необичайно обогатяване с натрий.

Вътрешността на пироксените носи белези от силна хидротермална промяна, настъпила малко след първоначалната кристализация.

Освен това Teghaza 001 съдържа значително по-висок дял тежки кислородни изотопи в сравнение с обичайните марсиански магмени скали.

Разлика, която учените категорично не могат да обяснят само със сухо изригване на лава или отделяне на газове.

Изследователите са изолирали и разграничили по-късните земни изменения (като карбонати и бариев сулфат, натрупани в пукнатините вследствие на климата в Сахара) от автентичните марсиански процеси.

Находката дава ценна информация за произхода на марсианската манти

И потвърждава, че в първите етапи от съществуването си планетата е разполагала с активна водна среда.

Данните от ново изследване сочат, че магмата, от която се е формирал марсианският метеорит Teghaza 001, вероятно е погълнала скален материал от кората, предварително видоизменен от повърхностни течности.

Друго възможно обяснение е прякото взаимодействие между самата магма и флуиди със специфичен изотопен състав.

Минералната структура и химическият анализ категорично потвърждават присъствието на вода в миналото на образец. Конкретните детайли около тези процеси все още се изясняват.

Учените подчертават, че тези древни изменения нямат общо с по-късното изветряне, настъпило в пустинните райони на Земята след падането на метеорита.

Специалистите уточняват, че откритията описват единствено условията на древната марсианска среда, а не наличието на микроорганизми.

За доказването на евентуален биологичен живот са необходими далеч по-задълбочени тестове.

Настоящият образец не доказва съществуването на глобален океан, трайно топъл климат или биологична активност на Червената планета в дълбока древност.

Небесното тяло носи безценна информация за марсианската мантия

Съотношението на определени микроелементи в него се различава значително от това при изследваните до момента марсиански метеорити.

Тъй като тези елементи са устойчиви на последващи въздействия, техните пропорции позволяват да се възстанови съставът на изходния материал, от който се е образувала първичната магма.

Изследователският екип е сравнил лабораторните данни с теоретични модели за топенето на мантията. Най-точното съвпадение предполага разтопяване на приблизително 5% от източник в мантията, богат на гранат.

Тъй като този минерал запазва стабилност само при екстремно налягане във вътрешността на Марс, моделът показва, че магмата е възникнала на дълбочина от поне 160 километра под повърхността.

Макар че става въпрос за теоретични изчисления, а не за преки измервания от недрата на планетата, резултатите свидетелстват за съществуването на химически обособен резервоар в марсианската мантия преди повече от 4,1 милиарда години.

Различните източници раждат магма с различен състав, което означава, че еволюцията на марсианските скали не може да бъде обяснена единствено чрез промени във времето.

Това усложнява картината за зараждането на планетата и доказва, че ранните ѝ недра не са били еднородни.

Учените са съпоставили химическия профил на образеца и с орбитални спектрални данни.

Нивата на калий, торий, силиций и желязо са помогнали да се стесни кръгът от вероятни райони на произход. Минералният състав на метеорита служи като допълнителен ориентир, свързващ прецизните лабораторни изследвания с глобалните наблюдения на планетата от космоса.

Най-голямо сходство се наблюдава с древните южни възвишения на Марс, и по-специално района северозападно от ударния басейн Hellas.

Там са регистрирани скали с високо съдържание на плагиоклаз – основният минерал в метеорита. Въпреки съвпаденията в орбиталните карти, точното място на избиване на скалата остава неуточнено.

В по-късен етап от марсианската история силен сблъсък с астероид е изхвърлил скалния къс в открития космос.

Ударната вълна е трансформирала част от минералите под въздействието на високото налягане, оставяйки следи от катаклизма.

Изследването все още не дава отговор кога точно е настъпил този инцидент и колко време е продължило пътуването на скалата преди падането ѝ на Земята.

Локализирането на потенциалния изходен регион може да насочи бъдещите научни мисии към конкретни древни марсиански терени.

Ако марсоход изследва подобни скали на място, химическите им свойства ще могат да бъдат анализирани в реалния им геоложки пейзаж, ключово допълнение към лабораторните анализи на Земята.