Jílové minerály na Marsu se mohly vytvořit v prvotní parní lázni

Willie Smits: How to restore a rainforest (Červenec 2019).

Anonim

Planetární vědci z Brownové univerzity navrhli nový scénář pro tvorbu starých jílovitých minerálů na Marsu, které by, kdyby se ukázalo, že jsou pravdivé, by mohly přepisovat časnou historii červené planety.

Na povrchu Marsu jsou tisíce starověkých fylosilikátních výchozů. Phyllosilikáty nebo jíly jsou tvořeny interakcí vody s vulkanickým horninem, což vedlo mnoho vědců k závěru, že v určité době v historii Marsu musí existovat trvalá povrchová voda, podzemní voda nebo aktivní hydrotermální systémy. Ale nový výzkum, publikovaný v časopise Nature, naznačuje, že se mohly vytvářet hlíny během vzniku samotné marťanské kůry dlouho předtím, než na planetě proudí voda.

Na základě laboratorních experimentů a počítačových modelů vědci řekli, jak by scénář fungoval. Ve velmi ranném slunečním systému se zdá, že Mars a další skalní planety byly pokryty oceány roztaveného magmatu. Vzhledem k tomu, že magmatický oceán Marsu začal vychladnout a ztuhnout, voda a další rozpuštěné těkavé látky by se dostaly na povrch, vytvářející tlustou, páchnoucí atmosféru obklopující planetu. Vlhkost a teplo z této vysokotlaké parní lázně by přeměnila rozsáhlé křivky nově ztuhlého povrchu na jíl. Vzhledem k tomu, že se planeta vyvíjela za miliardy let, vulkanická činnost a asteroidové bombardování by na některých místech pokryly hlinky a vykopaly je v jiných, což vedlo k rozšířenému, ale neúplnému rozložení, které bylo dnes vidět na povrchu.

"Základním receptorem na tvorbu hlíny je to, že si vezmete skálu a přidáváte teplo a vodu, " řekl Kevin Cannon, postdoctorální vědec na University of Central Florida, který vedl výzkum při dokončení svého doktorského studia. v Brownovi. "Tato primordiální atmosféra, vytvořená magmatickým oceánem, by byla nejžhavější a nejsmrtelnější Mars, kdybyste byla, kdybyste mohl kůru všude změnit a pak si po té materiály prostě promíchat."

Cannon a jeho spoluautoři říkají, že scénář nabízí prostředky na vytvoření rozsáhlých vrstev jílů, které nevyžadují teplé a vlhké klima nebo udržovaný hydrotermální systém na brzkém Marsu. Nejmodernější klimatické modely navrhují brzy Mars, kde teplota vzácně klesá nad mrazem a kde proudění vody na povrchu bylo sporadické a izolované.

"Jednou z komplikací, která nastává v evoluci Marsu, je to, že nemůžeme vytvořit scénář, kdy by povrchové zvětrávání mělo schopnost produkovat míru minerálních změn, které vidíme, " řekl Jack Mustard, profesor Brown's Department of Earth, Environmentální a planetární vědy a studijní spoluautor. "Určitě se nesnažíme úplně odmítnout jiné modifikační mechanismy. Na různých místech historie Marsu určitě došlo k povětrnostním vlivům a jiným druhům změn, ale myslíme si, že je to hodnověrný způsob, jak vysvětlit většinu rozšířené hlíny, kterou vidíme v nejstarších Marťanské terény. "

Aby dokázali, že mechanismus, který navrhují, je věrohodný, výzkumníci syntetizovali vzorky hornin odpovídající složení marťanského čediča. Poté používali vysokotlaké zařízení k obnovení teplotních a tlakových podmínek, které se mohly vyskytnout uvnitř atmosféry páry vytvořené magmatickým oceánem. Po vaření vzorků po dobu dvou týdnů se tým přesvědčil, zda byly změněny a do jaké míry.

"Bylo opravdu pozoruhodné, jak rychle a rozsáhle byl tento čedič změněn, " řekl Cannon. "Při nejvyšších teplotách a tlacích úplně jedl přes čedičové částice. Je to opravdu intenzivní změna."

Parní atmosféra spojená s magmatickým oceánem mohla přežít po dobu až 10 milionů let nebo více, říká Cannon a jeho kolegové. To by bylo dost dlouhé, odhadují, aby vytvořily až tři kilometry jílů na prvořadém povrchu Marsu.

Chcete-li získat představu o tom, jaký by mohl být osud hlíny tak, jak se planeta vyvíjela, vědci vytvořili počítačový model, který simuluje desku marťanské kůry s tříkilometrovou vrstvou jílu. Pak simulovali první miliardu let geologické historie Marsu - období, kdy byla nejčastěji rozšířena vulkanická aktivita a bombardování asteroidů. Model ukázal, že pohřbení, výkopy a rozptýlení jílů v průběhu času vedly k rozložení exponovaných ložisek, podobně jako na dnešním Marsu.

"Na to, aby na něj bylo několik čísel, pokrývají jíl asi 3 procenty nejstaršího krustového záření na Marsu, " řekl Cannon. "V těchto modelech najdeme stejný rozsah."

Laboratorní experimenty a simulace nemohou s jistotou říci, že tento scénář se vyskytl, říkají výzkumní pracovníci, ale naznačují silnou hypotézu, která by mohla být testována během budoucího průzkumu Marsu.

"Jedna z věcí, která se mi líbí, je, že je skutečně testovatelná, " řekl profesor geologie Steve Parman a spoluautor studie. "S vráceným vzorkem, nebo dokonce s analytickým zařízením na roveru, jsem optimista, že jste mohli tento prapůvodní proces rozlišit od nějakého jiného procesu změny."

Pokud by se proces skutečně objevil, mohlo by to mít nějaké zajímavé důsledky pro ranní historii Marsu. Navíc k zajištění mechanismu tvorby jílu, i když Mars byl tak chladný a ledový, jak naznačují klimatické modely, scénář naznačuje, že rozsáhlé usazeniny hlíny byly - a mohly by být ještě přítomny - pod povrchem. Tyto vklady by mohly vysvětlit, proč je kůra Marsu méně hustá, než se očekávalo u bazaltické kůry, tvrdí výzkumníci. Zásoby by také sloužily jako velké podzemní zásobníky pro vodu.

"V těchto pohřbených jamech by potenciálně mohlo být spousta vody, " řekl Parman. "Dokázali byste si představit, že pokud by se tyto nánosy zahřály magmatismem nebo nějakým jiným procesem, uvolnily by tu vodu, možná by poskytly přechodné zásobování vodou na povrchu. To by mohlo mít důsledky pro minulost."

Hořkář, který předsedal výboru, který stanovil vědecké cíle pro rosol NASA Mars 2020, doufá, že tato nová hypotéza bude schopna informovat o budoucím průzkumu Marsu.

"Bylo by to opravdu zajímavá hypotéza, kterou bych mohl vyzkoušet, " řekl. "Podle toho, kde konečně přistane rover, myslím, že bychom mohli získat ty správné vzorky, abychom osvětlili tyto otázky."

menu
menu