Gammel meteorit fortæller historier om Mars topografi

Ved at se på en gammel Mars-meteorit, der landede i Sahara-ørkenen, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskere og samarbejdspartnere har bestemt, hvordan og hvornår den røde planets jordskorpe topografiske og geofysiske kløft blev dannet.

Nordvestafrika (NWA) 7034 er den ældste Mars-meteorit, der er opdaget til dato, omkring 4,4 milliarder år gammel. Meteoritten er en breccia (den indeholder en række forskellige skorpesten, der blev blandet sammen og derefter sintret ved opvarmning) og er den eneste prøve fra Mars med en sammensætning, der er repræsentativ for den gennemsnitlige Marsskorpe. Meteoritten gav forskerne en unik mulighed for at studere den gamle skorpe på Mars.

Holdet anvendte en række radioisotopiske dateringsteknikker for at bestemme, at skellet (eller dikotomi) mellem planetens stærkt kraterede sydlige højland og de glattere sletter i det nordlige lavland blev dannet før dannelsen af ​​NWA 7034 for 4,4 milliarder år siden. Denne ældgamle tidsalder er i overensstemmelse med en gigantisk nedslagsoprindelse for skorpedikotomien. Forskningen vises i 23. maj-udgaven af ​​tidsskriftet Videnskabens fremskridt .

"Hvis Mars-skorpen-dikotomien blev dannet som et resultat af et kæmpe nedslag, og tilgængelige data og modellering tyder på, at dette er sandsynligt, historien om NWA 7034 kræver, at den blev dannet meget tidligt i planetens historie, før 4,4 milliarder år siden, " sagde LLNL kosmokemiker Bill Cassata, hovedforfatter af papiret.

Dikotomien er en skarp kontrast mellem den sydlige halvkugle og den nordlige. De to halvkuglers geografi adskiller sig i højden med 1 til 3 kilometer (km). Den gennemsnitlige tykkelse af Mars skorpen er 45 km, med 32 km i den nordlige lavlandsregion og 58 km i det sydlige højland. Det nordlige lavland udgør omkring en tredjedel af Mars' overflade og er relativt fladt. De andre to tredjedele af Mars overflade er højlandet på den sydlige halvkugle. Forskellen i højde mellem halvkuglerne er dramatisk (højlandet er meget bjergrigt og vulkansk). Tre hovedhypoteser er blevet foreslået for oprindelsen af ​​skorpedikotomien:endogen (ved kappeprocesser), enkelt påvirkning eller flere påvirkninger.

Holdet satte sig for at bestemme, hvornår og hvordan skorpedikotomien blev dannet.

Baseret på nye radioisotopiske målinger og i forbindelse med andre offentliggjorte data, holdet fastslog, at alle klipperne, der til sidst blev inkorporeret i NWA 7034-brecciaen, blev placeret for omkring 4,4 milliarder år siden i "kildeterrænet" (det jordskorpekildeområde, som de forskellige breccia-komponenter stammer fra). Resultaterne viser, at dette terræn var udsat for langvarig metamorfose i forbindelse med et stort vulkancenter, der er fodret med faner, fra ~1,7 til 1,3 milliarder år siden. De arealmæssige udstrækninger af store, vulkanske centre på Mars er på tusindvis af kvadratkilometer, og kildeterrænet var sandsynligvis sammenligneligt i størrelse. Endelig, de viste, at klippen blev samlet for ~200 millioner år siden eller for nylig. Når de ses sammen, dataene fra NWA 7034 viste, at store vulkanske terræner overlevede inden for et par km fra Mars-overfladen siden> 4400 millioner år siden. Dette indikerer, at dikotomien blev dannet før 4,4 milliarder år siden, da klipper nær overfladen ville være blevet begravet eller ødelagt af den dikotomidannende begivenhed.

"Denne tværfaglige undersøgelse, at kombinere både traditionelle og innovative geokemiske teknikker har givet os nogle spændende nye indsigter i timingen af ​​store processer, der formede unge Mars, sagde Caroline Smith, leder af geovidenskabelige samlinger, hovedkurator for meteoritter på Naturhistorisk Museum og en anden forfatter på papiret.

Dette holds resultater har vigtige implikationer for vores forståelse af, hvornår og hvordan en af ​​de ældste, og mest karakteristiske, globale geologiske træk på Mars blev dannet.

"Denne undersøgelse viser, at flere radioisotopiske dateringssystemer, der nulstilles af forskellige metamorfe processer, kan bruges til at aflæse en prøves termiske historie gennem milliarder af år, " sagde Cassata.