Рідкісні метали на Марсі і Землі створюють колосальний вплив

Поверхневі особливості північної та південної півкуль Марса сильно відрізняються. На топографічній карті видно, що північне (синій) виступає переважно гладкою низовиною і має великий вулканізмом. А ось південне (помаранчевий) наділене більш давньої і кратера нагірній поверхнею. Ця дихотомія могла сформуватися через масштабного впливу

Нові дослідження показують, що велике вплив на Марс більше 4 млрд. Років тому могло б пояснити незвичайне кількість «люблячих залізо» елементів.

Планети створюються в процесі зливання дрібних зерняток, поки об’єкт не розростеться до планетезимали. Ці формування тривають стикатися і викидаються з системи, поглинаються зіркою або ж створюють планету. Але це не кінець процесу, так як планети продовжують отримувати матеріал навіть після фінальної стадії формування. Дану стадію називають пізньої аккрецией, і вона настає, коли на молоді планети осідають залишкові фрагменти планетного формування.

Дослідники з Колорадського університету в Боулдері вирішили детально вивчити колосальний вплив в період пізньої акреції Червоної планети. Справа в тому, що цей процес може пояснити незвичайне кількість рідкісних металевих елементів в мантії (те ж саме спостерігається нижче земної кори).

Коли протопланети виділяють досить матеріалу, метали, на кшталт нікелю і заліза, починаються відділятися і опускаються вниз формуючи ядро. Саме тому земне ядро представлено в основному залізом. Очікується, що і інші елементи, пов’язані з залізом, повинні бути присутніми на рівні ядра. Серед них варто згадати золото, платину і іридій. Однак виявляється, що на Марсі (що і на Землі), ці елементів групи сідерофілов більше, ніж очікувалося від процесу формування.

Експерименти з високим тиском показують, що ці метали просто не повинні знаходитися в мантії. Їх же наявність вказує на те, що вони прибутку вже після відділення ядра і мантії, коли стало складно опускатися вниз.

Кількість накопичених в період останньої стадії сідерофілов має бути пропорційним гравітаційному поперечним перерізом планети. Гравітаційне перетин тягнеться за межі самої об’єкта, тому гравітація буде притягувати тіла до неї, навіть якщо вони не перебувають на шляху прямого зіткнення. Це називають гравітаційної фокусуванням.

Раннє вважали, що Земля наділена великою кількістю таких елементів через теорію гравітаційного перетину. Вчені доводили це, показавши, що вплив Місяця на Землю мало збагатити мантію достатньою кількістю сідерофілов.

Раннє велике вплив

Аналіз марсіанських метеоритів показує, що Марс додав ще 0.8% за масою через пізню акреції. Нове дослідження доводить, що для цього знадобився б удар з тілом, чий діаметр був би не менше 1200 км. Ця подія мало статися 4.5-4.4 млрд. Років тому.

Вивчення кристалів циркону в древніх марсіанських метеоритах можна використовувати, щоб відзначити процес формування марсіанської кори раніше позначки 4.4 млрд. Років тому. Виходить, що великий удар повинен був викликати широкомасштабне танення кори і статися до її фактичного формування. Якщо удар припав на ранню стадію, то сідерофіли повинні були піти в період формування ядра.

Розуміння пізньої акреції несе важливе значення не тільки для пояснення різноманіття сідерофілов, але і для визначення верхньої вікової межі земної біосфери. Під час кожного удару невелика частина земної кори локально розплавляється. При вкрай інтенсивної акреції, майже вся земна кора плавиться. У міру зменшення інтенсивності акреції, кількість плавлення також скорочувалася. Зараз вважають, що найбільш ранній час формування біосфери припадає на низьку акреції (менше 50% розплавленої кори).

Ссылка на основную публикацию