Иногда лучший способ изучать Марс - это остаться дома. Не существует альтернативы для реальных полетов на Марс, но куски Марса, которые совершили путешествие на Землю, вполне можно изучить и на нашей планете. В частности, в Антарктиде: ученые NASA нашли там кучу марсианских метеоритов.
Впрочем, не они первые ищут метеориты в полярных регионах Земли. Уже в 9 веке люди из полярных северных регионов использовали железо из метеоритов для инструментов и охотничьего снаряжения. Метеоритным железом торговали на больших расстояниях. Но для NASA охота на метеориты протекает в Антарктиде.
Холодная температура Антарктиды сохранила метеориты на долгое время, сделав их ценными артефактами в попытке понять Марс. Метеориты имеют тенденцию накапливаться в тех местах, куда их перемещают ползучие ледники. Когда лед встречает препятствие в виде камня на своем пути, он оставляет у него метеориты, так их становится проще найти. Недавно прибывшие метеориты тоже легко обнаружить на поверхности антарктического льда.
США начали сбор метеоритов в Антарктиде в 1976 году, и на сегодняшний день обнаружено более 21 000 метеоритов и их фрагментов по всему миру. В Антарктиде обнаружено больше метеоритов, чем в остальном мире вообще. И обнаруженные метеориты были предоставлены ученым по всему миру.
Сбор метеоритов в Антарктиде - это не прогулка в парке. Это физически изнурительная и опасная работа. Антарктида суровая среда для жизни и работы, и чтобы просто выжить, нужно провести серьезное планирование и командную работу. Однако научная отдача весьма велика, поэтому NASA не прекращает поиски.
Метеориты с Луны и других небесных тел тоже прибывают на Землю и собираются в Антарктиде. Они могут рассказать нам много важного об эволюции и формировании Солнечной системы, происхождении необходимых для жизни химических компонентов и происхождении самих планет.
Как марсианские метеориты попадают на Землю?
Чтобы метеорит с Марса попал на Землю, должно произойти несколько вещей. Во-первых, с Марсом должен столкнуться метеорит. Он должен быть достаточно большим и упасть на поверхность с достаточной силой, чтобы камни, выброшенные с поверхности Марса, набрали достаточную скорость для преодоления гравитации Марса.
После этого метеор должен пройти через космос и избежать тысячи других посланий судьбы вроде притяжения другими планетами и Солнцем или выброса далеко в космос. И тогда, если ему удастся залететь в область земной гравитации, он должен быть достаточно большим, чтобы пережить вход в плотные слои атмосферы Земли.
С точки зрения науки
Часть научной ценности метеоритов заключается не в их источнике, а во времени их образования. Некоторые метеориты летели через космос так долго, что стали в некотором роде путешественниками во времени. Эти древние метеориты могут рассказать ученым много интересного о ранней Солнечной системе.
Метеориты с Марса рассказывают ученым интересные вещи. Поскольку они пережили вхождение в плотные слои атмосферы Земли, они могут рассказать инженерам о динамике такого путешествия и помочь им в проектировании космических аппаратов. Поскольку они содержат химические сигнатуры и элементы, уникальные для Марса, они также могут рассказать специалистам по миссиям о том, как выживать на Марсе.
Кроме того, они могут пролить свет на одну из самых больших тайн в исследовании космоса: была ли на Марсе жизнь? Марсианский метеорит, найденный в пустыне Сахара в 2011 году, содержал в десять раз больше воды, чем другие марсианские метеориты, и еще больше укрепил гипотезу о том, что Марс когда-то был влажным миром, пригодным для жизни.
Программа NASA по поиску метеоритов в Антарктиде существует много лет, и нет никаких причин ее прекращать, поскольку это пока единственный способ доставить образцы Марса в лабораторию. Ученые собирают эти образцы как головоломку и однажды соберут полную картину. Может быть.
Геологи, которые проанализировали 40 метеоритов, которые попали на землю с Марса, приоткрыли некоторые тайны марсианской атмосферы, скрытые в подписях химических элементов внутри их структуры. Результаты их исследований опубликованы 17 апреля в журнале Nature и говорят о том, что атмосфера Марса и атмосфера Земли стали существенно отличаться друг от друга в момент времени, когда Солнечной системе было 4.6 миллиардов лет. Эти исследования, наравне с исследованиями марсоходов, должны помочь ученым понять, могла ли существовать жизнь на Марсе и что из себя представляла местная вода.
Исследованиями занимался Хитер Франц, бывший научный сотрудник Мэрилендского университета в Колледж-Парке, который сейчас работает с научной командой марсохода Curiosity, совместно с Джеймсом Фаркухэром, профессором геологии из Мэрилендского университета. Исследователи измерили серный состав сорока марсианских метеоритов, что является существенно большим количеством, по сравнению с другими исследованиями. Вообще, на Земле найдено более 60 тысяч метеоритов и всего 69 из них, как предполагается, являются частями твердых марсианских пород.
Марсианский метеорит EETA79001. Источник: Википедия
Вообще, марсианские метеориты представляют собой твердые магматические породы, которые сформировались на Марсе и были выброшены в космос, когда астероид или комета врезались в красную планету. После некоторого путешествия в космическом пространстве метеориты сумели подлететь к Земле и даже упасть на ее поверхность. Самому старому марсианскому метеориту, принимающему участие в исследовании, приблизительно 4.1 миллиарда лет, что соответствует времени, когда Солнечная система находилась в состоянии “младенчества”. Возраст самых молодых исследуемых метеоритов лежит в пределах от 200 до 500 миллионов лет.
Изучение марсианских метеоритов различных возрастов может помочь ученым исследовать химический состав марсианской атмосферы такой, как она менялась на протяжении всей своей истории, и понять, была ли она когда-либо пригодна для существования жизни. Земля и Марс обладают схожим элементами, которые находятся в живых организмах на Земле, но условия на Марсе намного менее благоприятны из-за высушенного грунта, холодных температур, радиоактивного излучения и ультрафиолетового излучения Солнца. Однако, уже были найдены доказательства того, что некоторые марсианские геологические особенности могли сформироваться только в присутствии воды, что является косвенным признаком умеренных климатических условий в прошлом. Ученые пока не понимают, какие именно условия способствовали существовать воде в жидком виде.скорее всего это парниковые газы выпущенные в атмосферу вулканами.
Внутренняя структура метеорита Нахла. Снимок 1998 года. Метеорит был обнаружен в 1911 году в Египте. Источник: NASA
Сера, которая широко распространена в марсианском грунте, возможно присутствовала в качестве взвеси в парниковых газах, которые разогрели поверхность планеты, и, возможно, была источником пищи для микробов. Как раз поэтому ученые анализировали именно частички серы в марсианских метеоритах. Какая-то ее часть могла попасть в метеорит из расплавленной горной породы или магмы, которая выливалась на поверхность во время извержений вулканов. С другой стороны, вулканы так же выбрасывали двуокись серы в атмосферы, где она взаимодействовала со светом и другими молекулами, а затем оседала на поверхности.
Сера обладает четырьмя естественными устойчивыми изотопами, каждый из которых обладает своей уникальной атомной подписью. Да и сама по себе сера химически универсальна. Взаимодействуя со многими другими элементами в ее структуре так же остаются характерные изменения. Ученые, анализируя изотопы серы в метеорите могут определить, прибыла ли она из под поверхности, атмосферной двуокиси или продукта биологической активности.
Внутренняя структура метеорита ALH84001. Ученых привлекло внимание продолговатое образование, похожее на земную бактерию.
Марсианский метеорит - скала, которая сформировалась на планете, ударил и был тогда изгнан из Марса воздействием астероида или кометы, и наконец приземлился на Землю . Из более чем 61 000 метеоритов, которые были найдены на Земле, 132, были идентифицированы как марсианин. Эти метеориты, как думают, с Марса, потому что у них есть элементные и изотопические составы, которые подобны скалам и газам атмосферы, проанализированным космическим кораблем на Марсе 17 октября 2013, НАСА сообщило, основанный на анализе аргона в марсианской атмосфере марсоходом Любопытства Марса , что определенные метеориты, найденные на Земле, которая, как думают, была с Марса, были действительно с Марса
Термин не относится к метеоритам, найденным на Марсе, таким как Тепловая Скала Щита .
3 января 2013 НАСА сообщило, что метеорит, названный NWA 7034 (назвал «Черного красавца»), найденный в 2011 в пустыне Сахара , был полон решимости быть с Марса и, как нашли, содержал десять раз воду других метеоритов Марса, найденных на Земле. Метеорит был полон решимости сформироваться 2,1 миллиарда лет назад во время амазонского геологического периода на Марсе
История
К началу 1980-х было очевидно, что группа SNC метеоритов (Shergottites, Nakhlites, Chassignites) существенно отличалась от большинства других типов метеорита. Среди этих различий были младшие возрасты формирования, различный кислород изотопический состав, присутствие водных продуктов наклона и некоторое подобие в химическом составе к исследованиям марсианских поверхностных скал в 1976 высаживающимися на берег Викинга . Несколько рабочих предположили, что эти особенности подразумевали происхождение метеоритов SNC от относительно крупной вышестоящей инстанции, возможно Марс (например, Смит и др. и Треимен и др. ) . Тогда в 1983 о различных пойманных в ловушку газах сообщили в сформированном воздействием стекле EET79001 shergottite, газах, которые близко напомнили тех в марсианской атмосфере, как проанализировано Викингом. Эти пойманные в ловушку газы представили прямые свидетельства для марсианского происхождения. В 2000 статья Треимена, Глисона и Богарда дала обзор всех аргументов, используемых, чтобы завершить метеориты SNC (которых 14 был найден в это время), были с Марса. Они написали, «Там кажется небольшой вероятностью, что SNCs не с Марса. Если бы они были от другого планетарного тела, то это должно было бы быть существенно идентично Марсу, как это теперь понято».
Подразделение
С 9 января 2013, 111 из 114 марсианских метеоритов разделены на три редких группы achondritic (каменные) метеориты: shergottites (96), nakhlites (13), chassignites (2), и иначе (3) (который включает чудной метеорит Аллан Хиллс 84001 обычно помещаемый в пределах определенной «группы OPX»). Следовательно, марсианские метеориты в целом иногда упоминаются как группа SNC . У них есть отношения изотопа, которые, как говорят, совместимы друг с другом и несовместимы с Землей. Имена происходят из местоположения того, где первый метеорит их типа был обнаружен.
Shergottites
Примерно три четверти всех марсианских метеоритов могут быть классифицированы как shergottites. Их называют в честь метеорита Shergotty , который упал на Sherghati , Индия в 1865. Shergottites - магматические породы мафических к ультрамафической литологии. Они попадают в три главных группы, базальтовое, olivine-phyric (такие как группа Tissint, найденная в Марокко в 2011) и lherzolitic shergottites, основанный на их кристаллическом размере и содержании минеральных веществ. Они могут быть категоризированы альтернативно в три или четыре группы, основанные на их содержании элемента редкой земли. Эти две системы классификации приводят в порядок не линию друг с другом, намекая на сложные отношения между различными материнскими породами и магмами, из которых сформировался shergottites.
shergottites, кажется, кристаллизовали только 180 миллионов лет назад, который является удивительно молодым возрастом, рассматривающим, как древний большинство поверхности Марса, кажется, и небольшой размер самого Марса. Из-за этого некоторые защитили идею, что shergottites значительно старше, чем это. Это «Парадокс Возраста Shergottite» остается нерешенным и является все еще областью активного исследования и дебатов.
Было показано, что nakhlites были залитыми жидкой водой приблизительно 620 миллионов лет назад и что они были изгнаны из Марса приблизительно 10,75 миллионов лет назад воздействием астероида. Они упали на Землю в течение прошлых 10 000 лет.
Марсианский метеорит EETA79001
Марсианский метеорит - редко встречающийся тип метеоритов , прилетевших с планеты Марс . На ноябрь 2009 года из более чем 24 000 метеоритов, найденных на Земле, марсианскими считаются 34 . Марсианское происхождение метеоритов было установлено по сравнению изотопного состава газа, содержащегося в метеоритах в микроскопических количествах, с данными анализа марсианской атмосферы, сделанных аппаратами «Викинг » .
Происхождение марсианских метеоритов
Первый марсианский метеорит, получивший название Нахла , был найден в египетской пустыне в 1911 году. Его метеоритное происхождение и принадлежность к Марсу определили гораздо позднее. Определили и его возраст - 1,3 млрд лет.
Эти камни оказались в космосе после падения на Марс крупных астероидов или при мощных вулканических извержениях. Сила взрыва была такова, что выброшенные куски породы приобрели скорость, достаточную для того, чтобы преодолеть тяготение Марса и даже покинуть околомарсианскую орбиту (5 км/с ). Таким образом, некоторые из них попали в поле притяжения Земли и упали на Землю в виде метеоритов . В настоящее время на Землю попадает до 0,5 тонны марсианского материала в год .
Метеоритные свидетельства жизни на Марсе
В 2013 году при исследовании метеорита MIL 090030 ученые установили, что содержание остатков солей борной кислоты , необходимой для стабилизиции рибозы , в нём примерно в 10 раз превышает его содержание в остальных ранее исследованных метеоритах.
См. также
Примечания
- Mars Meteorite Home Page (англ.) . JPL . - Список марсианских метеоритов на сайте НАСА. Дата обращения 6 ноября 2009. Архивировано 10 апреля 2012 года.
- Ксанфомалити Л. В. Глава 6. Марс. // Солнечная система / Ред.-сост. В. Г. Сурдин . - М. : Физматлит, 2008. - С. 199-205. - ISBN 978-5-9221-0989-5 .
- McKay, D.S., Gibson, E.K., ThomasKeprta, K.L., Vali, H., Romanek, C.S., Clemett, S.J., Chillier, X.D.F., Maechling, C.R., Zare, R.N. Search for Past Life on Mars: Possible Relic Biogenic Activity in Martian Meteorite ALH84001 (англ.) // Science: journal. - 1996. - Vol. 273 . - P. 924-930 . -
В начале декабря прошлого года мы говорили о заключениях ученых, которые пришли к выводу о том, что на Марсе вполне вероятно могла появиться жизнь. В подтверждение таких удивительных заключений они говорили о присутствии порожденных биологической активностью химических элементов в камне, который нашли... на Земле. По утверждению специалистов, марсианское происхождение обнаруженного 18 июля 2011 года фрагмента доказывает его химический анализ. «В породе присутствует крайне мало редкоземельных элементов, которые характерны для пород на поверхности Марса», — отмечают они в опубликованном исследовании. Но как тогда этот камень с Марса мог попасть к нам? Читатели задавали нам такие вопросы:
— Как камень столь малых размеров мог быть обнаружен на Земле? Какие механизмы привели к тому, что он покинул марсианскую поверхность и добрался до нас? И наоборот, может ли камень с Земли N-ного размера оказаться на Марсе?
— Объясните, пожалуйста, почему марсианские камни улетают с планеты вопреки всем законам гравитации и падают на Землю?
— Вы говорите, что метеорит прилетел с Марса. Как такой камень мог преодолеть гравитационное поле планеты? И могут ли существовать метеориты земного происхождения?
Мы задали эти вопросы Филиппу Жилле из Федеральной политехнической школы Лозанны, который был одним из соавторов исследования. Он объясняет это следующим образом: «Некий относительно крупный объект нанес по марсианской поверхности удар достаточной силы для того, чтобы осколки марсианской породы выбросило за пределы атмосферы планеты». Это похоже на то, как разлетаются брызги воды, если бросить камень в пруд.
У специалистов есть даже относительно точные данные о том, какой силы удар требуется для того, чтобы осколки породы выбросило в космос. «Скорость движения объекта пропорциональна силе притяжения планеты, — объясняет Филипп Жилле. — Нам известно, что на Марсе она составляет 8-10 километров в секунду. На основе этого параметра, разброса и кристаллической структуры камня мы можем дать оценку массе ударившего в марсианскую поверхность объекта и даже высчитать размеры оставленного им кратера».
«Мы полагаем, что для запуска в космос камня размеров метеорита Тиссинт потребовалось бы, чтобы в поверхность Марса ударил объект диаметром от сотни метров до нескольких километров», — продолжает он. В результате камни получают мощный импульс и следуют по баллистической траектории, которая может вынести их за пределы гравитационного поля Марса. Камни скитаются по космосу, пока не попадут в поле притяжение какого-либо другого небесного тела. Во время путешествия по космосу эти осколки породы подвергаются активному обстрелу солнечными частицами, от которых раньше были защищены почвой планеты. «Этот поток частиц воздействует на вещество и создает особые изотопы, которые можно подсчитать и тем самым определить общее время нахождения камня в космосе, — рассказывает Филипп Жилле. — Метеорит Тиссинт скитался примерно 700 тысяч лет перед тем, как достигнуть земной поверхности».
По космосу гуляют и осколки земных пород
Раз такие механизмы работают на Марсе, то они работают и на Земле? Иначе говоря, можно ли теоретически наткнуться на кусочки нашей старой доброй Земли, которые забросило после удара метеорита на другие планеты? «Разумеется», — отвечает Филипп Жилле. Пусть даже пока что те редкие исследования поверхности других планет этого не показали. Но они там, безусловно, имеются, потому что такого рода события (удар достаточно крупного и быстродвижущегося объекта для выброса осколков породы в космос) встречались на Земле чаще, чем на Марсе. На самом деле все зависит от массы планеты: чем больше небесное тело, тем большую силу притяжения оно оказывает на объекты в его окружении.
И раз масса Земли в десять раз больше марсианской, она притягивает к себе больше блуждающих космических объектов. «На Земле метеорит диаметром в 100 метров падает примерно раз в пять столетий. А метеорит диаметром в 5 километров попадает на Землю раз в 10-50 миллионов лет», — говорит Филипп Жилле. Для сравнения, тот метеорит, что положил конец эпохе динозавров на Земле 65 миллионов лет тому назад, был 10 километров в диаметре. «Такое событие происходит раз в 100-500 миллионов лет», — полагает ученый. После такого удара в космосе оказалось огромное количество земной породы...
