Ученые показали, что внутренняя часть Марса сформировалась под влиянием хондритовых метеоритов, которые прилетали на планету на самых ранних стадиях ее жизни. Это противоречит старой теории формирования планет, которая предполагала, что внутренняя часть планет формируется из окружающей молодую звезду туманности. Исследование опубликовано в журнале Science.
Согласно современной теории формирования планет молодая планета собирает газы, такие как водород, углерод, кислород, азот и инертные газы, из окружающей звезду туманности, также известной как протопланетный диск. Оказавшись в океане магмы, из которого состоит планета на раннем этапе жизни, эти элементы растворяются в ней. Затем они снова частично превращаются в газы и переходят в атмосферу. А хондритовые метеориты, которые врезаются в планету, приносят в ее атмосферу еще большее число летучих соединений. Следовательно, газообразные элементы в недрах планеты должны отражать состав околозвездной туманности. А состав атмосферы скорее формируется из сочетания принесенных метеоритами соединений и дегазированного из магматических недр вещества. Ученые могут различать газы из двух источников — протопланетного и метеоритного — по соотношению изотопов инертных газов, в частности криптона.
Особый интерес у исследователей, которые изучают формирование Солнечной системы, вызывает Марс. Красная планета затвердела всего через 4 млн лет после рождения Солнечной системы. У Земли на этот же процесс ушло от 50 до 100 млн лет. То есть анализ марсианских образцов может рассказать о формировании планет в первые миллионы лет существования Солнечной системы.
При этом достать образцы марсианских пород относительно просто — некоторые метеориты, падающие на Землю, прибывают как раз с Красной планеты. Большинство из них сформировались из поверхностных пород, которые сами подвергались влиянию атмосферы и прилетающих из других мест объектов. Но бывают и исключения. Метеорит Шассиньи, упавший на северо-востоке Франции в 1815 году, сформировался из внутренней части Марса, считают ученые.
Авторы нового исследования тщательно измерили изотопы криптона в метеорите Шассиньи. Оказалось, что его изотопы криптона больше соответствуют хондритовым метеоритам, а не околозвездной туманности. Это означает, что метеориты доставляли элементы на формирующуюся планету намного раньше, чем считалось ранее. Дальнейшее исследование также показало, что атмосфера Марса не могла формироваться в результате дегазации соединений из недр. Скорее она сформировалась из веществ, подобранных из туманности. А рост самой планеты завершился еще до того, как эта туманность исчезла.
«Мы находим соотношение изотопов хондритического криптона, что указывает на раннее включение хондритических летучих веществ. Атмосфера Марса имеет другое (солнечного типа) соотношение изотопов криптона, что указывает на то, что она не является продуктом дегазации магматического океана или фракционирования внутренних летучих веществ. Вместо этого атмосферный криптон возникает в результате аккреции газа солнечной туманности после образования мантии, но до рассеивания в небулярной области», — пишут авторы исследования.
Таким образом, результаты работы противоречат распространенной гипотезе о том, что во время формирования планет доставка летучих веществ метеоритами происходила после поглощения вещества из туманности. Авторы надеются продолжить исследования и ответить на новые вопросы.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
