Det finns cirka 61 000 meteoriter på jorden, eller så är det åtminstone så många som har hittats. Av dem är cirka 200 av dem mycket speciella: de kom från Mars. Och de 200 meteoriterna har varit viktiga ledtrådar till hur Mars bildades i det tidiga solsystemet.
Vi vet att Mars var en helt annan plats tidigare. Mars äldsta ytor visar tecken på vatten, vulkanisk aktivitet och påverkan från planetesimaler, som definieras som protoplaneter upp till cirka 1930 km (1200 miles) i diameter. Men många ledtrådar till Mars 'bildning raderas med miljoner år, med undantag av meteoriterna.
En del påverkan på Mars var tillräckligt kraftfulla för att mata ut meteorer i rymden, och några av dessa meteorer slog jorden som meteoriter. Dessa meteoriter innehåller stora variationer av element som volfram och platina. Volfram och platina har en affinitet för järn, och under Mars tidiga, smälta dagar skulle volfram och platina sjunkit till planetens kärna tillsammans med järnet.
Så de Martiska meteoriterna som vi hittat på jorden är ett prov på den Martiska skorpan vid den första tidpunkten för påverkan. Eftersom volfram och platina inte fanns i jordskorpan vid tidpunkten för påverkan, efter att de sjunkit till kärnan, måste de ha kommit från någon annanstans. En ny studie säger att volfram och platina i meteoriterna kom från jordskorpan som träffade Mars och inte var från Mars ursprungliga skorpa. I stället tog Mars längre tid att bilda än trodde, och under den tiden smällde planetesimaler in på Mars, vilket skapade den skorpa som har samplats av meteoriterna.
Studien har titeln "En sammansättningsvis heterogen martianmantel på grund av sen ackretion." Huvudförfattare är Simone Marchi från Southwest Research Institute (SwRI). Uppsatsen publiceras i tidskriften Science Advances.
Om planetesimaler avsatte sina volfram och platina på Marsytan, betyder det att dessa planetesimaler slog Mars senare i sin historia, efter att planeten hade svalnat och den primära kärnan redan hade bildats. I förlängningen betyder det att Mars tog längre tid att bilda än vad man ursprungligen trodde. Isotopförhållanden i meteorerna från radioaktivt sönderfall i jordskorpan förstärker idén att marsformationen tog mer tid.
Tidigare såg bevisen ut som Mars bildades på cirka 2 till 4 miljoner år. Men den slutsatsen baserades starkt på de Martiska meteoriterna och deras förhållande av volframisotoper. Denna nya studie antyder att det begränsade antalet meteoriter som är tillgängliga för studien partierar resultatet.
”Vi visste att Mars fick element som platina och guld från tidiga, stora kollisioner. För att undersöka denna process utförde vi simuleringar av slättpartiklar av hydrodynamik, säger SwRI: s Dr. Simone Marchi, huvudförfattare till ett Science Advances-dokument som beskriver dessa resultat. ”Baserat på vår modell producerar tidiga kollisioner en heterogen, marmorkakliknande Martianmantel. Dessa resultat antyder att den rådande bilden av Mars-bildningen kan vara partisk av det begränsade antalet meteoriter som är tillgängliga för studier. ”
Volframens isotopförhållanden i meteoriterna har lett till slutsatsen att Mars bildades på cirka 2 till 4 miljoner år. Men kollisioner med planetesimaler med sina egna skorpor kunde ha förändrat volframkvotbalansen i Mars 'skorpa, och det skulle antyda att det tog upp till 20 miljoner år för Mars att bildas. Och det är vad teamets modell visar.
"Kollisioner med projektiler som är tillräckligt stora för att ha sina egna kärnor och mantlar kan leda till en heterogen blandning av dessa material i den tidiga Martianmanteln," sa medförfattare Dr. Robin Canup, biträdande vice president för SwRI: s rymdvetenskapliga och tekniska avdelning. "Detta kan leda till olika tolkningar av tidpunkten för Mars bildning än de som antar att alla projektiler är små och homogena."
Ett av problemen med de Martiska meteoriterna är att vi inte vet exakt var de härstammar från på Mars, och vi vet inte om de är ett representativt prov på hela jordskorpan, eller om de bara kommer från några få platser. Med bara cirka 200 är det osannolikt att de är ett varierat urval. I själva verket är det mer troligt att alla Martiska meteoriter härrör från relativt få påverkningar.
Denna nya studie visar att olika platser på Marsskorpan kunde ha fått olika koncentrationer av material från olika stora projektiler. Det innebär olika koncentrationer av järnälskande element.
Svårigheten att förstå Mars kommer till brist på prover. Martiska meteoriter, även om de är övertygande och intressanta vetenskapligt, är inte ett representativt prov. Framtida uppdrag till Mars kommer förhoppningsvis att returnera fler prover för studier. Med dem i handen kommer forskare att kunna få en bättre uppfattning om hur varierande järnälskande stenar är i Martian skorpan i dag.
Det i sin tur kommer att hjälpa oss att förstå planets formationshistoria.
"För att förstå Mars fullt ut måste vi förstå vilken roll de tidigaste och mest energiska kollisionerna spelade i dess utveckling och sammansättning," avslutade Marchi.
Mer:
- Pressmeddelande: SWRI-MODELLER TIPS PÅ LÅNGARE TIDSKALA FÖR MARSFORMATION
- Forskningsdokument: En sammansättningsvis heterogen martianmantel på grund av sen ackretion
- Space Magazine: Planet Mars, From Pole to Pole
