NWA 13441 нашли в 2019 году
Геохимики определили, что найденный в 2019 году в Алжире метеорит NWA 13441 — уникальный образец марсианских пород, сочетающий в себе свойства сразу нескольких типов марсианских метеоритов. Возможно, это ранее неизвестный тип примитивного мантийного вещества или смесь магматических пород с разной степенью обогащенности редкоземельными элементами. Статья опубликована в журнале Geochemistry and Cosmochemistry Acta.
Впервые однозначно определить, что на Земле есть метеориты родом с Марса, удалось в 1984 году, с тех пор идентифицировано немногим более 350 подобных объектов. Это единственные доступные на сегодня для лабораторных исследований в земных условиях образцы марсианских магматических пород, среди которых выделяют три основные группы: шерготтиты, нахлиты и шассиньиты. Шерготтиты составляют около 90 процентов от всех марсианских метеоритов и представляют собой молодые (возраст кристаллизации менее 600 миллионов лет, за исключением пары из них) базальтовые, габбровые, оливиновые и пойкилитовые породы. Их исследование позволяет понять, как формировался Марс, как дифференцировались его недра и эволюционировала мантия.
Группа геохимиков во главе с Итаном Бакстером (Ethan F. Baxter) из Бостонского колледжа опубликовала результаты изучения петрографии, геохимии и изотопного состава образцов метеорита NWA 13441, который найден в Алжире в 2019 году. Ученые работали с тонким шлифом вещества метеорита и измельченным образцом массой 0,9 грамма, которые исследовали методами сканирующей электронной микроскопии, рентгеноспектрального микроанализа, петрографической микроскопии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и лазерной абляцией и масс-спектрометрии с термической ионизацией.
NWA 13441 состоит, в основном, из субэвгедральных и эвгедральных крупных зерен оливина (28 процентов от общей массы), двойниковых пластин клинопироксена (52 процента от общей массы) и маскелинита (12 процентов от общей массы). В роли добавочных минералов (не более процента от общей массы) выступают мерриллит, сульфиды и хромит. Вещество метеорита претерпело умеренный ударный метаморфизм при температуре 200–250 градусов Цельсия и давлении 28–34 гигапаскалей, демонстрирует обилие плавленного стекла (около 7 процентов от общей массы), низкую степень выветривания и образования вторичных минералов в земных условиях.
Вещество метеорита можно описать как обедненный щелочными металлами и не насыщенный кремнеземом, но умеренно богатым магнием оливиновый базальт, а сравнение NWA 13441 с другими марсианскими метеоритам по относительному содержанию лантана к иттербию указывает на сходство с промежуточными по обилию легких редкоземельных элементов шерготтитами. В пользу марсианского происхождения метеорита, помимо соотношения содержания железа к марганцу в оливине и пироксене, говорит и изотопный состав кислорода.
Возраст кристаллизации пород, оцененный самарий-неодимовым методом, составляет 1,273 миллиарда лет, что близко к возрасту марсианских метеоритов типа нахлитов или шассиньитов, однако по химическому составу и степени ударного метаморфизма они заметно различаются. Еще одно интересное свойство NWA 13441 заключается в том, что отклонение соотношения изотопов неодима 143Nd/144Nd в нем от модели хондритового однородного резервуара (CHUR) составляет 0,93, что отличает его среди других шерготтитов. Эта величина обычно используется, чтобы оценить природу породы и ее отличия от примитивного хондритового вещества, которое родом из протосолнечного диска.
В итоге исследователи разработали многостадийную эволюционную модель, описывающую возникновение источника пород, составляющих NWA 13441. Предполагается, что началось все с одного или нескольких эпизодов частичного плавления вещества участка мантии Марса, которое либо состояло из ранее неизвестного и недифференцированного хондритового материала, либо было обедненными легкими редкоземельными элементами шерготтитами — при подъеме магмы они захватывали более богатое редкоземельными элементами вещество. Затем вблизи границы коры начался процесс кристаллизации магмы, который продолжался до внедрения в неглубокие слои коры, порождая базальтовый порфирит. Наконец, фрагмент этих базальтов выбросило с Марса в результате ударного события, и через некоторое время он упал на Землю.
А еще марсианские метеориты поведали ученым, что на планете долгое время шли реакции абиотического органического синтеза, которые не связаны с деятельностью каких-либо микроорганизмов.