Рождение метеоритов воспроизведут на МКС
Студенты Университета Гёте разработали установку для искусственного синтеза хондр — характерных сферических образований в хондритах, каменных метеоритах. Прибор будет доставлен на МКС в ноябре 2018 года и будет использоваться в эксперименте, главная задача которого — воспроизвести условия, в которых происходит формирование хондр в протопланетных туманностях. О проекте рассказала один из ученых проекта Тамара Кох, в рамках 81-го Ежегодного собрания метеоритного общества, проходящего в эти дни в Москве.
На срезах большинства метеоритов типа хондритов легко различимы округлые образования, хондры. Существует несколько гипотез о механизмах их формирования. Например, есть теория, которая предполагает, что хондры образуются лишь при входе метеорита в атмосферу. Более общепринятые гипотезы состоят в том, что хондры — это слипшиеся пылинки из молекулярного облака, существующие в астероиде и до падения.
Согласно гипотезе разрядов в туманности, первичное слипание частичек в хондры связано с накоплением ими электрического заряда при столкновениях. Когда они разряжаются, возникают разряды, которые и нагревают частицы до температуры свыше тысячи кельвинов. Затем расплавленные частицы слипаются. Существуют и другие варианты механизма, в которых слипание частиц запускается ударными процессами в протопланетном диске.
Группа Тамары Кох разработала прибор под названием EXCISS (Experimental Chondrule Formation at the ISS, «эксперимент по формированию хондр на МКС») для воссоздания условий в молекулярном облаке. Он представляет собой герметичную камеру с двумя электродами, в которой располагаются микроразмерные пылинки форстерита. На протяжении нескольких дней в камере будут периодически зажигаться высоковольтные дуги, всего планируется зажечь около 100 разрядов. За эволюцией пылинок в микрогравитации будет следить специальная видеокамера на базе микрокомпьютера Raspberry Pi. По оценкам ученых, температура пылинок в камере будет достигать двух тысяч кельвинов. Физики надеются подтвердить гипотезу разрядов в туманности. Как отметила Кох, предварительные эксперименты в земной гравитации можно считать успешными.
Питание прибора организовано с помощью обычного разъема USB. Такого тока, конечно, недостаточно для поддерживания высоковольтной дуги — поэтому в EXCISS есть ряд конденсаторов и высоковольтных преобразователей. Эксперимент в космосе выполнит немецкий астронавт Александр Герст, находящийся на МКС с 8 июня 2018 года. EXCISS будет доставлен на борт МКС в ноябре 2018 года и вернется на Землю вместе с миссией SpaceX-16.
Эксперименты по воспроизведению космических процессов позволяют увидеть такие явления, как ударное рождение лонсдейлита при столкновениях и падениях метеоритов и образование полисульфидных радикалов, объясняющих красную окраску Большого красного пятна Юпитера.
В 2018 году Ежегодное собрание Метеоритного общества впервые проходит в России. Мероприятие приурочено к 110-й годовщине Тунгусского феномена и 5-й годовщине падения Челябинского метеорита. Ознакомиться с темами докладов можно в электронном сборнике тезисов.
А также новые доказательства длительного взаимодействия горных пород с жидкой водой
Геологи опубликовали новые результаты исследований образцов горных пород в кратере Езеро на Марсе при помощи ровера «Персеверанс». Они установили, что первичные магматические породы на дне кратера неоднократно подвергались в прошлом воздействию соленой воды при низких температурах, что привело к формированию карбонатов, сульфатов и перхлоратов, а также ароматических органических соединений. Статьи (1, 2) опубликованы в журналах Science и Science Advances. Благодаря орбитальным зондам и спускаемым аппаратам и марсоходам, которые исследуют Красную планету уже несколько десятилетий, планетологи точно знают, что жидкая вода существовала длительное время на Марсе несколько миллиардов лет назад и сыграла важную роль в минералогической, химической и геологической эволюции поверхностного слоя планеты. В частности, планетологи нашли на планете различные минералы, сформированные при участии воды, такие как карбонаты или глины. В настоящее время ученых интересует составление подробной картины геологической эволюции различных регионов Марса, что требует тщательного анализа различных горных пород с целью определения их состава, структуры и возможных геохимических процессов и реакций, которые могли привести к образованию того или иного минерала. Кратер Езеро, где уже почти два года работает марсоход «Персеверанс», представляет собой ударный кратер, диаметром 45 километров, который, как считается, образовался около 3,9 миллиарда лет назад. Он интересен геологам и планетологам, так как считается, что в древности здесь было озеро, от которого остались обширные скопления осадочных пород на дне кратера. Ровер оснащен целым рядом научных приборов, позволяющих проводить подробное исследование различных горных пород, что дает ученым возможность проследить геологическую историю выбранных образцов. Группа геологов во главе с Майклом Тайсом (Michael M. Tice) из Техасского университета A&M опубликовала результаты изучения шлифа марсианской горной породы рентгенофлуоресцентным микроскопом PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) и инструментом SHERLOC. Образец имел название «Дурб» (Dourbes) и находился в регионе обнажения горных пород в формации Сейт (Séítah), где ранее были обнаружены оливиновые и карбонатные минералы. Исследователи обнаружили в составе породы оливин, авгитовый пироксен, полевошпатовый мезостазис, Fe, Cr, Ti-шпинели и мерриллит. Кроме того, обнаруживались (Fe,Mg)-карбонаты, силикаты с низким содержанием Fe и Mg, сульфаты магния и кальция, а также, возможно, перхлораты. Ученые предложили поэтапную модель формирования исследованных пород в этом регионе формации Сейт. Первоначально регион содержал кумулятивные крупокристаллические породы магматического происхождения, которые могли формироваться за счет медленного охлаждения лавы. Затем породы неоднократно подвергались воздействию жидкой воды при температурах значительно ниже 200 градусов по Цельсию, что приводило к растворению и последовательному замещению первичных минералов аморфными или мелкокристаллическими вторичными минералами, такими как карбонаты, сульфаты, оксиды, хлораты и оксихлориды. Вода могла быть принесена метеоритами или быть грунтового происхождения. Вторая группа геологов во главе с Евой Шеллер (Eva L. Scheller) из Калифорнийского технологического института занималась анализом данных, полученных инструментом SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals) ровера, а также PIXL и SuperCam, трех отшлифованных образцов горных пород. Один из шлифов принадлежал формации Сейт на дне кратере Езеро, два других относились к вышележащей и, следовательно, более молодой базальтовой формации Мааз (Máaz), датированной 2,3–2,6 миллиардами лет назад. Ученые определили, что и в случае этих пород также имело место поэтапная модификация первичной магматической породы, богатой оливином, жидкой соленой водой. Это привело вначале к образованию карбонатов, а затем сульфатов и перхлоратов. В последнем случае стоит отметить, что это перхлораты натрия, найденные внутри породы. Еще одним важным результатом стало обнаружение в составе пород следов ароматических органических соединений, содержащих одно или два конденсированных ароматических кольца и/или ароматические гетероциклы. Конкретные соединения еще не определены, однако это могут быть нафталин и бензол. Оценка содержания органических соединений в исследованных точках породы (6×10—7 граммов) составляет от 5×10—11 до 3 × 10–10 граммов. Предполагается, что эти соединения возникли в ходе минеральной перестройки первичных магматических пород под действием воды. Ранее мы рассказывали о том, как NASA и ESA нашли на Марсе место для склада собранных «Персеверансом» образцов пород.