Марс Моделирование ранних ударов производит смешанную мантию Марса

Ранняя солнечная система была хаотичным местом, свидетельство которого указывает на то, что Марс, вероятно, был поражен планетезималами, маленькими протопланетами диаметром до 1200 миль, в начале своей истории. Ученые Юго-Западного научно-исследовательского института смоделировали смешивание материалов, связанных с этими воздействиями, обнаружив, что Красная Планета, возможно, сформировалась в течение более длительного периода времени, чем считалось ранее.

Важной открытой проблемой в науке о планете является определение того, как образовался Марс и в какой степени его ранняя эволюция была затронута столкновениями. На этот вопрос трудно ответить, учитывая, что миллиарды лет истории постоянно стирали свидетельства ранних последствий событий. К счастью, часть этой эволюции зафиксирована в марсианских метеоритах. Из примерно 61 000 метеоритов, найденных на Земле, только 200 или около того, как считается, имеют марсианское происхождение, выброшенные с Красной планеты в результате более недавних столкновений.

Эти метеориты демонстрируют большие вариации в железолюбивых элементах, таких как вольфрам и платина, которые имеют умеренное или высокое сродство к железу. Эти элементы имеют тенденцию мигрировать из мантии планеты и в ее центральное железное ядро ​​во время формирования. Данные об этих элементах в марсианской мантии, отобранные метеоритами, важны, потому что они указывают на то, что Марс подвергся бомбардировке планетезималами спустя некоторое время после того, как закончилось формирование его первичного ядра. Изучение изотопов отдельных элементов, производимых локально в мантии с помощью процессов радиоактивного распада, помогает ученым понять, когда формирование планеты было завершено.

READ  Lunar Eclipse 2020 сегодня проверяет время Индии, когда и где смотреть

"Мы знали, что Марс получил такие элементы, как платина и золото, от ранних крупных столкновений. Чтобы исследовать этот процесс, мы выполнили моделирование воздействия гидродинамики сглаженных частиц," говорит доктор Симоне Марчи из SwRI, ведущий автор Научные достижения документ с изложением этих результатов. "Основываясь на нашей модели, ранние столкновения создают неоднородную марсианскую мантию, похожую на мраморный пирог. Эти результаты предполагают, что преобладающее представление о формировании Марса может быть предвзятым из-за ограниченного числа метеоритов, доступных для изучения."

Основываясь на соотношении изотопов вольфрама в марсианских метеоритах, утверждается, что Марс быстро рос в течение примерно 2-4 миллионов лет после того, как Солнечная система начала формироваться. Однако крупные ранние столкновения могли изменить баланс изотопов вольфрама, который мог поддерживать масштаб формирования Марса до 20 миллионов лет, как показано новой моделью.

"Столкновения снарядов, достаточно больших, чтобы иметь собственные ядра и мантии, могут привести к неоднородной смеси этих материалов в ранней марсианской мантии," сказал соавтор доктор Робин Кануп, помощник вице-президента отдела космической науки и техники SwRI. "Это может привести к различным интерпретациям времени формирования Марса, чем те, которые предполагают, что все снаряды являются маленькими и однородными."

READ  Проект космического телескопа NASA James Webb отложен

Марсианские метеориты, которые приземлились на Земле, вероятно, произошли из нескольких мест вокруг планеты. Новое исследование показывает, что марсианская мантия могла получать различные добавки от снарядов, что приводило к различным концентрациям железолюбивых элементов. Следующее поколение миссий на Марс, включая планы по возврату образцов на Землю, предоставит новую информацию, чтобы лучше понять изменчивость железолюбивых элементов в марсианских породах и раннюю эволюцию Красной планеты.

"Чтобы полностью понять Марс, нам нужно понять роль, которую самые ранние и самые энергичные столкновения сыграли в его эволюции и составе," Марчи пришел к выводу.

Бумага, "Композиционно неоднородная марсианская мантия из-за поздней аккреции," будет опубликовано в Научные достижения 12 февраля 2020 года. Исследование было частично профинансировано Виртуальным институтом исследования солнечной системы НАСА и грантом НАСА «Жилые миры».