Amazonijos cheminės oro sąlygos, gautos iš akmeninių meteorito radinių, esančių ant Marso meridiani planum | gamtos komunikacijos

Amazonijos cheminės oro sąlygos, gautos iš akmeninių meteorito radinių, esančių ant Marso meridiani planum | gamtos komunikacijos

Anonim

Dalykai

  • Geochemija
  • Meteoritika

Anotacija

Erdvėlaiviai, tyrinėjantys Marsą, pavyzdžiui, „Mars Exploration Rovers Spirit“ ir „Galimybės“, taip pat „Mars Science Laboratory“ ar „Curiosity rover“, yra sukaupę įrodymų, kad ankstyvajame Marse drėgnos ir tinkamos gyventi sąlygos yra daugiau nei prieš 3 milijardus metų. Dabartinės sąlygos, atvirkščiai, yra šaltos, ypač sausringos ir atrodo nemandagios. Norint tiksliai įvertinti, kokia yra sausa šiandienos aplinka, svarbu suprasti vykstančius dabartinius oro sąlygų procesus. Čia pateikiame Marsui nustatytą cheminių oro sąlygų greitį. Mes naudojame geležies oksidaciją akmenuotuose meteorituose, kuriuos tyrė „Mars Exploration Rover Opportunity“ Meridiani planume. Jų maksimalų sąlyčio amžių riboja Viktorijos kraterio susidarymas, o minimalų jų amžių - meteoritų erozija. Tokiu būdu išvestos cheminės oro sąlygos yra nuo 1 iki 4 laipsnių lėtesnės nei panašių meteoritų, esančių Antarktidoje, kur žemiausia temperatūra yra mažiausia.

Įvadas

Neseniai atlikti Marso paviršiaus mineraloginiai ir geocheminiai tyrimai patvirtino požiūrį, kad senovės Marsas buvo daug panašesnis į žemę, tai yra, jo paviršiuje buvo gausu skysto vandens ir paprastai buvo sudarytos tinkamos gyventi sąlygos 1, 2, 3, 4, 5 . Tada kyla klausimas, ar gyvybė prasidėjo ne tik Marse, bet ir Žemėje, ir ar, nepaisant šiuo metu vyraujančių ypač sausringų sąlygų, vis dar gali būti gyvybė. Taigi svarbu nustatyti esamą uolienų cheminį oro sąlygų greitį, atsižvelgiant į esamą vandens drėgmę. Nors daugelyje Marso uolų yra cheminių oro sąlygų požymių, tai sunku, nes paprastai nėra žinoma, kada ir kiek laiko jie patyrė tam tikrą oro sąlygų rinkinį, kuris taip pat būtų pasikeitęs per ilgą laiką.

Marso atmosfera yra pakankamai tanki, kad būtų galima rasti meteoritų ant jo paviršiaus 6, o tiek Marso tyrinėjimo maršrutizatoriai (MERs), tiek dvasia ir galimybė, tiek Marso mokslo laboratorija ar „Curiosity“ maršrutizatorius atrado meteoritus 7, 8, 9, 10, 11 . Dauguma jų yra geležies meteoritai, tačiau „Opportunity“ taip pat susidūrė su keliais akmeninių meteoritų fragmentais 7, 8, 9 . Žinomo tipo meteorito radiniai - kurių neapleista sudėtis yra gerai žinoma ištyrus kitus to paties tipo egzempliorius Žemėje - pateikia standartinius pavyzdžius, paveiktus paviršiaus paviršiaus, kuriame jie nukrito, oro sąlygų 12, 13, 14 . Dažniausiai pasitaikančiuose meteoritų tipuose, pavyzdžiui, paprastuose chondrituose, geležies yra tik Fe (0) ir Fe (II) oksidacijos būsenose 15, taigi bet kokį Fe (III) galima laikyti cheminių oro sąlygų matavimu. Be to, kadangi metalinė geležis greitai oksiduojasi esant vandeniui, jie yra jautrus atsekamasis skystas vanduo 16 . Žemėje meteoritų sausumos amžius gali būti gaunamas iš kosmogeninių radionuklidų ir kartu su pakitimo laipsniu galima nustatyti cheminį oro sąlyčio greitį.

Čia mes nurodome meteoritų iš Marso paviršiaus poveikio amžių. „Opportunity“ aptikti akmenuoti meteoritai greičiausiai yra suporuoti 8 ir todėl krito tuo pačiu metu. Dėl pasiskirstymo aplink Viktorijos kraterį jie gali būti smogtuvo, sukūrusio tą kraterį, dalis. Taigi jo amžius nusako maksimalų meteoritų apšvitos amžių. Dėl jų fizinio oro sąlygų priklauso minimalus sąlyčio amžius. Mes taikome šį ekspozicijos amžiaus tarpsnį ir palyginame jų Fe (III) kiekį su Fe (III) kiekiu meteorituose su žinomu ekspozicijos amžiumi, gautu iš skirtingų žemės reljefų. Tokiu būdu iš Marso gaunami cheminių oro sąlygų koeficientai yra nuo 1 iki 4 laipsnių mažesni nei lėčiausi bet kurioje Žemės aplinkoje.

Rezultatai

Poveikio amžiaus nustatymas

Akmenuoti meteoritai (1 pav.) Buvo atpažinti pagal jų metalinės geležies kiekį. Nors jie buvo aptikti pasklidę beveik per 10 km, jų cheminė ir mineraloginė sudėtis yra beveik identiška 7, 8, 9 . Jų chemija yra labiausiai panaši į HED meteoritų grupę, nors su padidintu (Fe, Ni) metalų kiekiu 7, 8 . Taigi jie primena mezosideritų, kurie yra akmenų ir geležies meteoritų grupė, silikatinį komponentą 7 .

Image

Netikrų spalvų „Pancam“ vaizduojamų akmenuotų meteoritų atvaizdai a ) Barbertonas (gautas sol 123 su seka P2535), mastelio juosta yra 5 cm; ( b ) Santa Catarina (sol 1, 055, seka P2564), mastelio juosta yra 6 cm; ( c ) Santorini (sol 1, 748, seka P2597), mastelio juosta yra 4 cm; ir ( d ) Kasos (sol 1, 884, seka P2574), mastelio juosta yra 4 cm (

Visas dydis

Keturi meteoritai randami įvairiuose reljefuose, sudarančiuose plotą, kurį apvažiuoja „Opportunity rover“ 17 . „Santa Catarina“ ir panašūs akmenukai 7, 18 atrodo pasklidę per sklandų smėlio spalvos žiedą aplink Viktorijos smūgio kraterį (2 pav.). Barbertonas randamas ant išnaikinto ištvermės kraterio ratlankio lygiame reljefe su mažais bangavimais apie 6, 2 km į šiaurę nuo Viktorijos kraterio. Santorini ir Kasos yra atitinkamai ∼ 1, 5 ir ∼ 3, 3 km į pietus nuo Viktorijos kraterio, esant dideliam vingiuotam reljefui. Kadangi meteoritai atrodo suporuoti pagal jų chemiją 8, jie gali būti to paties kritimo dalis. Viena galimybė yra tai, kad tai yra smogtuvo, sudariusio Viktorijos kraterį, fragmentai, kaip rodo jų panašus pasiskirstymas į fragmentus aplink sausumos smūgio kraterius 8, 19 . Vis dėlto tai gali būti sunku suderinti su jų atsiradimu virš erozijos atsiradusio antspaudo Viktorijoje 20 . Alternatyvi galimybė yra tai, kad jų atvykimo laikas nurodomas atsižvelgiant į reljefo, kuriame jie yra, amžių, kurį rodo jų buvimas visuose skirtinguose smėlio ir atodangos paviršiuose, taip pat jų palyginti neaukšta išvaizda, palyginti su geležies meteoritais, aptinkama tame pačiame regione. 10 . Barbertonas greičiausiai atvyko į Ištvermę susidarius reljefui ir sunaikinus kraterį į dabartinę formą 21 . Meteoritas yra ant Ištvermės kraterio krašto, kurio apverstas atvartas ir išmetimas buvo išpjaustyti ir padengti smėliu, kad paviršius būtų lygus su mažais įdubimais. Be to, „Endurance“ patiria žymiai mažiau bendrojo erozijos nei „Victoria 20, 21“, todėl yra jaunesnis, atsižvelgiant į jų artumą ir panašumą į tikslines medžiagas. Be to, Barbertonas nėra ant pjedestalo, kaip geležies meteoritas „Block Island 10“, ir gretimi paviršiai nėra žymiai šveičiami, kaip galima tikėtis atsižvelgiant į aplinkinių uolienų ardymo lengvumą 17, 20 . Nepaisant to, šios dvi hipotezės suvaržo kitas tarpines galimybes (tai yra, meteoritai nukrito po to, kai susiformavo keli Meridiani reljefai), ir mes apsvarstysime abi hipotezes, kad apribotume maksimalų ir minimalų meteorito poveikio amžių paviršiuje.

Image

Neteisinga spalva, iš siūlės ištaisyta „Pancam“ mozaika, vaizduojanti „Santa Catarina“ burbulo lauką prie Viktorijos kraterio krašto, matomą dešiniajame mozaikos krašte. Vaizdai buvo gauti naudojant sol 1049, kurių sekos ID P2555 ir P2556 (

Visas dydis

Jei meteoritai yra smogtuvo, iš kurio susiformavo Viktorijos krateris, fragmentai, kraterio amžius būtų jų paviršiaus ekspozicijos amžius. Atsižvelgiant į tai, kad Viktorijos krateris smogė į Burns formavimo sulfatinius smėlio akmenis 20, kurie sudaro šviesiai tonizuotą „Meridiani Planum“ pamatinį gruntą, kraterio sulaikymo amžius (∼ 70 Myr; nuoroda 17) suteiktų viršutinę ribą. Sklandus smėlio spalvos Viktorijos kraterio antros augalas, susidaręs po išstumtų sulfato smiltainio blokelių, buvo nugriautas maždaug 1 m gylyje, kol granuliuoto dydžio mėlynių betonai, kurie buvo iškritę iš pamatų, sustabdė tolesnę eroziją 20 . Taikant tuos pačius metodus, kaip nustatyti kraterio amžių kitose „Meridiani“ vietovėse 17, randame 40 Myr modelio amžių sklandžiam vidiniam apvalkalui aplink Viktoriją. Mes apskaičiavome, kad žiedo formavimas užtruko apie 10 Myrų, taikant Meridiani eolinio erozijos koeficientą per pastaruosius 10 Myrų (0, 1 m / Myr) 17, kad būtų sunaikintas 1 m sulfatinio smiltainio. Dėl to Viktorijos kraterio smūgio amžius yra maždaug 50 mln. Metų, o tai yra mažiau nei maksimalus amžius nuo pamatinio uolienų amžiaus (prieš 70 m.), Kaip būtų galima tikėtis atsižvelgiant į vidutiniškai modifikuotą kraterio formą 20 .

Jei meteoritai nukrito po to, kai susiformavo reljefas, kuriame jie randami, maksimalų jų ekspozicijos amžių galime naudoti reljefo amžių. Sklandus reljefas yra maždaug 23 Myrų, o didelis griozdiškasis reljefas yra apie 18 Myrų (nuoroda 17), taigi maksimalus ekspozicijos amžius yra apie 20 Myrų. Jei meteoritai kris gerai po to, kai reljefo amžius buvo 20 Myr, būtų naudinga įvertinti mažiausią sąlyčio amžių. Mes naudojame du metodus, kaip apriboti minimalų apšvitos amžių. Pirma, dėl to, kad Barbertonas greičiausiai ištveria ištvermės kraterio eroziją į dabartinę formą, numanomas 2–4 metų kraterio amžius, remiantis jo morfologija ir kraterio skaičiumi 17, nustato viršutinę jo ekspozicijos amžiaus ribą. Antra, stereofoniniai MI vaizdai rodo, kad maždaug 1 cm atstumu nuo žemiausios „Santa Catarina“ dalies buvo nubraižyta (3 pav.). Šios paviršiaus modifikacijos galėjo įvykti vien dėl eolinio abrazyvo arba kaip abrazijos ir vandeninio pakitimo, kaip rodo geležinė geležis, padarinys. Jie įrodo, kad uola greičiausiai turėjo ilgesnį gyvenimo laiką Marso paviršiuje. 3 paveiksle taip pat parodyta labai suskaidyta uolienų struktūra, kuri greičiausiai prisideda prie skirtingo masės pašalinimo, pateikiant stiprumo kitimus visame uolienų tūryje. Apskaičiuota, kad „Pathfinder“ nusileidimo vietoje kietų uolienų susidarymo ventifaktais susidarymo abrazyvo dažnis bus 10–4 –10 –5 m per metus (nuoroda 22). Kadangi abrazyvumo laipsnis vietoje priklauso ir nuo smėlio tiekimo, ir nuo vėjų dažnio, kuris yra pakankamai stiprus, kad smėlis būtų sūrus, dilimo greitį koreguojame pagal ilgalaikio erozijos greičio Mars Pathfinder ir Meridiani skirtumą (apie 2 dydžio eilės), kuris priklauso nuo tų pačių dviejų veiksnių 20, 22 . Tai reikštų, kad kietųjų uolienų dilimo tempai Meridiani mieste yra 10–2 –10 –3 m per metus, o tai atitiktų 1–10 mylių, kad būtų sunaikinta Santa Catarina bazė. Dėl to atitinkamai 2–4 ir 1–10 mylių amžius Barbertonui ir Santa Catarinai būtų mažiausias akmenų meteoritų, esančių ant Marso, ekspozicijos amžius.

Image

Mikroskopinė „Santa Catarina“ vaizdo mozaika sujungta su „Pancam“ spalvotais vaizdais (gauta „Sol 1, 055“ su p2564 seka). Matomi giliojo pjūvio, diferencialo erozijos ir pleiskanojimo požymiai, sukeliantys dilgčiojimą palei uolienų kraštus. Atkreipkite dėmesį, ar nėra likusios suliejimo plutos ar akivaizdžių regmaglyptų. Taip pat atkreipkite dėmesį į labai suskaidytą uolienos struktūrą. Paveikslėlis modifikuotas pagal ref. 8.

Visas dydis

Cheminės oro sąlygos ir palyginimas su žeme

Šiuose meteorituose (žr. Metodus), naudodami Opportunity Mössbauer 23 spektrometrą 23, gautą geležies kiekį geležies kiekyje (1 lentelė; paskelbtą Schröderio ir bendradarbių 8 ) (žr. Metodus) nuo jų kritimo. Gali būti, kad dalis šio Fe (III) susidaro susiliejus plutai 24 . Vis dėlto neaišku, ar praleidimas per Marso CO 2 atmosferą išvis būtų sukėlęs oksiduotą sulietą plutą, ir nėra akivaizdžių įrodymų apie sintezės plutą 8 ar regmaglyptus (3 pav.). Kai kurie Fe (III) galėjo būti pašalinti šalinant vėją, kita vertus, šis procesas galėjo paveikti Santa Catarina ir geležies meteoritus ties Meridiani 10 . Imame vidutinį Fe (III) kiekį, išmatuotą akmenuotuose meteorito fragmentuose, ir apskaičiuojame 9 ± 4% Fe (III) susidarymo esant 50 Myr arba 1–20 Myr, jei jie yra kuri nors iš smogtuvo, kuris yra sukūrė Viktorijos kraterį arba jei jie nukrito po to, kai susidarė reljefas, ant kurio jie rasti. Tai reiškia, kad 0, 18% kiekvienos molio Fe (III) susidarymo norma (50 myrų) yra 9% vienoje myrų (1 myrų), o vidutiniškai 0, 45% myrų (20 myrų), jei daroma tiesinė norma. Tačiau atkreipkite dėmesį, kad meteoritų oro sąlygų sausumos aplinkoje tyrimai (žr. Toliau) rodo, kad Fe oksidacija neprogresuoja tiesiniu būdu, kai greita pradinė oksidacija yra pasyvacija 12, 13, 14 .

Pilno dydžio lentelė

Norėdami pritaikyti šį skaičių perspektyvoje, turime palyginti jį su panašių meteoritų grupių, surinktų iš įvairių oro sąlygų Žemėje, tyrimais. Bland ir bendradarbiai atliko keletą tokių tyrimų, naudodami paprastus chondritus 12, 13, 14 . Įprasti chondritai yra suskirstyti į tris geochemiškai ir mineralogiškai skirtingas grupes: H chondritai turi didelį Fe kiekį, turėdami aukštą metalo Fe palyginti su FeO silikatuose; L ir LL chondritai turi mažesnį Fe kiekį, turėdami mažiau Fe metalo ir daugiau FeO silikatuose. Akmeniniai meteoritai ties Meridiani nėra paprasti chondritai, tačiau, kai lyginame juos su Mössbauerio 25 chondritų spektroskopijos tyrimu (žr. Metodai), geležies pasiskirstymas tarp mineralinių fazių yra toks pat kaip L ir LL chondritų (4 pav.). 4 pav. L ir LL chondritai yra gerai atskirti nuo H chondritų. Du L chondritai žymi H chondritų lauką, greičiausiai dėl sunkesnių cheminių sąlygų, kurios sukelia ne tik oksiduotą metalinę geležį, bet ir dalį juodosios geležies olivine. Meridiani sklype L ir LL chondritų lauke aptikti akmenuoti meteoritai. Viename iš šių akmenuotų meteoritų, Kasose, yra mažiau geležies olivine ir vietoj jo daugiau geležies yra piroksene nei kituose (1 lentelė). Kadangi cheminė sudėtis nesiskiria, tai gali tiesiog parodyti tam tikrą mineralinių grūdų pasiskirstymo nevienalytiškumą „Mössbauer“ instrumento regėjimo lauko skalėje (∼ 1, 4 cm).

Image

Sklype parodytas juodojo geležies kiekis olivine (bendrojo geležies procentas) kaip metalinės ir geležies geležies (bendrojo geležies procentais) funkcija paprastuose chondrituose, grąžinamuose iš Larkman Nunatak regiono, Antarktidoje (užpildyti juodi kvadratai: LL chondritai; užpildyti raudoni apskritimai: L chondritai; užpildyti mėlyni trikampiai: H chondritai) ir lyginama su akmeningais meteorito radiniais Marse (atviromis raudonomis žvaigždėmis). Klaidų juostos parodo bendrą absoliutų ± 2% neapibrėžtį, išskyrus duomenų tašką, vaizduojantį „Kasos“, kai neapibrėžtis yra ± 4% (palyginti 1 lentelę).

Visas dydis

5 pav. Pavaizduota geležies geležies dalis, susiformavusi kaip laiko funkcija H chondritams ir L chondritams, kuriuos ištyrė Bland ir bendradarbiai 12, 13, 14, ir akmeniniams meteoritams Meridiani. Kadangi geležies geležis buvo nustatyta atlikus paviršiaus matavimus „Meridiani“ meteorituose ir atliekant žemės paviršiaus matavimus antžeminiuose radiniuose (žr. Metodus), o dėl to, kad oro sąlygos vyksta palei paviršių ir susidaro lūžiai į uolieną, MER matavimai gali reikšti pervertinimą, palyginti su antžeminiais matavimais . 5 pav. Mes išskiriame meteoritus, atgautus iš karštų dykumų regionų Žemėje (Sachara, Australija, SW, JAV) ir šaltų dykumų regionus (Antarktida). Abi sritys parodo lėtą sausumos cheminių oro sąlygų greitį. Sklype parodyta, kad H chondritai visose aplinkose orą veikia greičiau nei L chondritai, nes juose yra daugiau metalinės geležies (pavyzdžiui, 4 pav.) Nei L chondrituose. Metalinė geležis yra pati jautriausia cheminių sąlygų poveikio fazė. Orų prognozė Antarktidoje yra žymiai lėtesnė nei oro karštuose dykumos regionuose. Antarktidos rodiklis, be abejo, atspindi lėčiausią cheminių oro sąlygų greitį visoje Žemėje. Jei akmenuotų meteoritų ties Meridiani taikysime trumpiausią įmanomą apsistojimo laiką (1 myra) ir palyginsime, kai oksidacija bus 9%, Marso norma artės Antarkties normai. Marso kursas tampa žymiai lėtesnis, tuo ilgesnis yra tikrasis gyvenimo laikas. Jei taikytume Viktorijos kraterio susiformavimo laiką (prieš 50 m.), Marso kursas būtų dviem laipsniais mažesnis už Antarkties normą. Oro laipsnis skiriasi, nes laikui bėgant vyksta oksidacija. Esant 50% oksidacijos lygiui, kai paprasti chondritai pradeda skilti (žr. Žemiau), Marso oro sąlygos gali būti iki 4 laipsnių mažesnės nei Antarkties.

Image

Šiame paveikslėlyje parodyta geležies geležies (oksidacijos) gausa keliose meteoritų grupėse kaip jų poveikio amžius 12, 13, 14 arba Marso paviršiaus paviršiuje. Užpildyti raudoni ir mėlyni apskritimai yra L chondritai, atviri raudoni ir mėlyni apskritimai yra H chritritai, užpildytas juodas apskritimas yra Marso akmenų meteoritų vidurkis. Raudona spalva pažymėti meteoritai, atsigavę po karštų dykumų (HD), mėlyni - meteoritai, atsigavę po šaltų dykumų (CD). Dideli raudoni ir mėlyni apskritimai yra amžiaus vidurkiai, mažų raudonų ir mėlynų apskritimų duomenys iš atskirų meteoritų. Kietos ir punktyrinės raudonos ir mėlynos linijos yra tendencijų linijos, pritaikytos atitinkamai amžiaus chronito L ir chondrito duomenų taškams. Juodoji vientisa linija yra tendencijos linija, įrengta per Marso duomenų tašką sulaukus 20 Myrų, kai pilka ir juoda punktyrinės linijos yra atitinkamai mažiausio ir maksimalaus ekspozicijos amžiaus tendencijų linijos. Klaidų juostos atspindi Fe (III) kiekio neapibrėžtį (± 4%, palyginkite 1 lentelę) ir tęsiasi iki mažiausios (1 Myr) ir maksimalios (50 Myr) ekspozicijos amžiaus.

Visas dydis

Diskusija

Vidutiniai ilgalaikio Marso fizinės erozijos rodikliai nuo Noachiano yra 2–3 laipsniais mažesni už lėčiausius erozijos laipsnius bet kurioje Žemės aplinkoje (mažiausiai m 1 m per metus) ir atitinka šių dienų sausą ir džiovinančią aplinką 17., 26 . Erozija per pastaruosius 20 metų „Meridiani Planum“ vyrauja eolinio aktyvumo ir dilimo metu, nes nėra skysto vandens ( 17, 26), o tai rodo labai lėtą geležies cheminį poveikį.

Tai gerai padeda išsaugoti senovės Marso uolienų įrašus visame Amazonės vandenyne. „Bland“ ir „Smith 6 “ prognozavo, kad meteoritai Marse gali išgyventi kelių milijardų metų tvarka. 5 paveikslas - kai pasirinkome 20 myrų gyvenimo laiką su klaidų juosta, siekiančia atitinkamai minimalų ir maksimalų 1 ir 50 myrų laiką, patvirtina šią prognozę. Įprasti chondritai pradeda skaidytis, kai geležies geležies kiekis - daugiausia geležies oksidų pavidalu, ty rūdis - siekia ∼ 50%. Vėliau jie iš roko įrašo dingsta kaip atpažįstami kūriniai. Įprasti chondritai pasiekia šį skaičių karštuose dykumos regionuose Žemėje po kelių 10 000 metų. Antarktidoje jie gali išgyventi 10–100 mylių, jei per tą laiką mėlynas ledo sluoksnis būtų stabilus. Marse paprasti chondritai iš tikrųjų galėjo išgyventi kelis milijardus metų.

Kaip oksiduojasi akmenuotuose meteorituose esanti geležis? Šiuo metu Marsas gali būti tarpledynmečio periodu, kuriam būdingos apatinių platumų sausinimas 27 . Nepaisant to, Marso mokslo laboratorija (MSL) dar vadinama „Curiosity rover“ stebėjo sezoninį ir dienos drėgmės mainus tarp dirvožemio ir atmosferos Gale krateryje 28 . Gale yra 4, 5 ° pietų platumos, beveik toje pačioje platumoje kaip ir Meridiani planum (2 ° pietų platumos). Santykinė drėgmė yra didžiausia arti dirvožemio paviršiaus, kur adsorbcija ir druskos hidratacija greičiausiai turi įtakos drėgmės mainams 28 . Tiesą sakant, stebėjimai palaiko sūrymų susidarymą viršutiniuose 5 cm dirvožemyje ir atitinka druskos hidratacijos būsenos pokyčius viršutiniuose 15 cm (nuoroda 29). Didelis perchloratų gausa rodo, kad tai būdinga kitur „Mars 29“, o MSL drėgmės matavimai sustiprina rūgštinio rūko modelį 30 ir rodo, kad sekliame požeminiame paviršiuje 31 sustiprėja oro sąlygos. Jie atitinka stebėjimus su „Spirit rover“ Gusevo krateryje (15 ° pietų platumos). Galiausiai spiritas buvo įterptas į nedidelį smėliu užpildytą kraterį, suskaidžius dirvožemio plutą, kurios susidarymas atitinka dirvožemio vandens tirpimą ir kritulius negiliame grunte 32 . Hurowitzas ir bendradarbiai 33 tvirtina, kad dėl žemo pH, žemo vandens ir uolienų santykio uolienų paviršiai gali išplauti, bet chemiškai neskaidyti, ir paaiškinti dirvožemio geochemiją Gusevo krateryje ir kitose Marso vietose. Haskinas ir bendradarbiai 34 pateikė įrodymų, kad vanduo gali sąveikauti su vulkaninėmis uolienomis, dengiančiomis Gusevo kraterio lygumas. Šie įrodymai apima vienos uolienos dangą, praturtintą chloru ir geležies geležimi, ir teigiamą ryšį tarp magnio, sieros ir kitų druskos komponentų. Dangos galėjo susidaryti sąveikaudamos su trumpalaikėmis plonomis skysto vandens plėvelėmis, galbūt tuo metu, kai uoliena buvo palaidota 31, ir įrodymai atrodo suderinami su perchlorato sūrymų trumpalaikiu buvimu ir druskų hidratacija, kaip siūloma „Gale“ krateriui 29 .

Tačiau norint paaiškinti geležies oksidaciją, vandens nereikia. Nesant dangų ir ten, kur oro sąlygos yra gana izocheminės, palyginti su nepakitusiomis uolienomis, difuzinę oksidaciją galėjo lemti oksidacijos gradientas tarp šviežio bazalto uolienos ir oksiduojančios atmosferos. Šis procesas buvo užfiksuotas Antarktidos sausųjų slėnių „McMurdo“ žemėje 35 . Nors Marso atmosferos deguonies pasiskirstymas yra žymiai mažesnis nei deguonies turtingos Žemės atmosferos, deguonies pasiskirstymas Marso bazaltų generavimo metu taip pat yra žymiai mažesnis, palyginti su Žeme. Taigi panašus oksidacijos gradientas yra tarp šviežio bazalto ir atmosferos Marse.

Vienas iš aukščiau aprašytų procesų ar jų derinys veikė Meridiani meteoritus ir yra atsakingas už geležies oksidaciją. Svarbu tai, kad meteoritų atveju mes galime apriboti jų trukmę. Stebimas Fe (III) susidarymo lygis (mūsų proxy cheminis oro pasiskirstymo koeficientas) - 9 ± 4% Fe (III) susidarymo vienam

Image

„Myras“ greičiausiai yra apatiniame gale pusiaujo regionuose ir kitur Marse. Yra duomenų, kad kai kurie geležies meteoritai ties „Meridiani“ patyrė laidojimo epizodus iš granulių ripples 10, dėl kurių galėjo susidaryti plonos dangos 7, 10, praturtintos geležies oksidu 36, pleistrai arba ryškesnė cheminė medžiaga. orai, kurie ilgainiui lėmė atvėsusius orus. Nėra įrodymų, kad akmenuoti meteoritai kada nors buvo palaidoti, nors mes negalime atmesti galimybės. Be to, akmenuoti meteoritai yra ant uolienos arba plono smėlio lakšto (1 ir 2 pav.). Smėlio dirvožemyje padidėja atmosferos ir dirvožemio vandens ciklas 29 . Apskritai atmosferos ir dirvožemio drėgmė didėja esant didesnėms platumoms.

Martinas-Torresas ir bendradarbiai 29 nerimauja, kad ėsdinantis chloro druskos tirpalas gali sukelti iššūkį erdvėlaiviams. Labai lėtai meteoritai, kuriuose metalinė geležis yra labai jautri cheminių pokyčių fazei, leidžia manyti, kad tai nekelia pavojaus per visą kosminio laivo eksploatavimo laiką. Tai įrodo „Opportunity“ roveris, kuris po daugiau nei 12 metų eksploatavimo Marse (2016 m. Balandžio mėn.) Nerodo jokių cheminių sąlygų ar korozijos požymių. Tikriausiai reikėtų vengti viršutinio 5–15 cm dirvožemio, kai ieškoma konservuotų organinių ir kitų lakiųjų junginių pėdsakų.

Čia pateikiami cheminių oro sąlygų rodikliai yra vidutiniai per pastaruosius 1–50 Myr. Šiuo metu Marsas gali patirti tarpledyninį periodą ir tikriausiai sausiausias pusiaujo regionų sąlygas 27 . Bet per pastaruosius 10 metų tai galėjo praeiti keli ledyniniai intervalai ir perėjimas nuo žemo vidutinio įstrižumo į aukštą vidutinio įtempio periodą 37, 38 . Todėl didžiąją laiko dalį pusiaujo Meridiani platumose galėjo būti daugiau drėgmės nei šiuo metu. Nepaisant to, mūsų cheminių oro sąlygų laipsnis yra nuo 1 iki 4 laipsnių mažesnis nei lėčiausias Žemėje. Toks didelis sausumas lemia, kad net ir Žemėje mikroorganizmų skaičius sumažėja iki aptikimo lygio, kaip aprašyta, pavyzdžiui, Atakamos dykumoje Čilėje 39 .

Metodai

Mössbauerio Marso radinių spektroskopija

„MER Mössbauer“ spektrometrai yra nustatyti atgaline geometrija ir matuoja uolos paviršių, kurio apskritas pėdsakas yra 1, 4 cm skersmens, o mėginių ėmimo gylis yra 50–200 μm (nuoroda 23). Viena kiekvieno meteorito vieta buvo ištirta naudojant Mössbauer spektroskopiją. Dėmės buvo parinktos taip, kad užpildytų instrumento matymo lauką, būtų palyginti plokščios ir santykinai be dulkių 7, 8 . Ant šių meteoritų sintezės pluta nebuvo pastebėta. Plonas dulkių sluoksnis neturi įtakos išmatuotoms Fe (III) koncentracijoms. Mössbauerio atlikti bazaltinių uolienų Adirondacko ir Humphrey tyrimai su „MER Spirit“ Gusevo krateryje netrikdomoje (tai yra, padengtoje plonu dulkių sluoksniu), šepečiu (pašalintos dulkės) ir šlifuotoje būklėje parodė, kad dulkių sluoksnio pašalinimas nepadarė reikšmingo poveikio. skirtumas tarp Fe (III) kiekio 40 .

Paprastų chondritų geležies mineralogija

Tyrime, kuriame buvo ištirtas nesunaikinamas paprastųjų chondritų klasifikavimo metodas 25, 31 iš keturių dešimties paprastų chondritų grupių grįžo iš Larkman Nunatak regiono Antarktidoje (LAR 06470-479; 06500-509; 06570-579; 06820-829). buvo tiriami naudojant laboratorinę MER Mössbauer spektrometro kopiją. Meteoritai buvo nedideli, kelių cm dydžio rankiniai pavyzdžiai. Jie turėjo sulietos plutos vietas, tačiau tyrimams buvo pasirinkti paviršiai, kuriuose nėra sulietos plutos. Buvo manoma, kad visa geležis yra iš pradžių metalinės geležies oksidacijos rezultatas. Daugelyje meteoritų matėsi rūdžių formavimasis.

Antžeminių chondritinių radinių Mössbauerio spektroskopija

Blandhas ir bendradarbiai 12, 13, 14 naudojo transmisijos Mössbauer spektrometrą, kad išanalizuotų miltelių alikvotas, gautas iš išorinės meteoritų dalies, bet žemiau bet kokios sulietos plutos. Miltelių alikvotinės dalys buvo pagamintos iš 0, 2–0, 5 g medžiagos, paimtos ne mažiau kaip 2 mm žemiau meteorito paviršiaus. Naudotų mažų rankinių mėginių orų kitimas atsižvelgiant į gylį buvo nereikšmingas.

Duomenų prieinamumas

Tyrimo išvadas pagrindžiantys duomenys yra gauti iš autorių paprašius.

Komentarai

Pateikdami komentarą jūs sutinkate laikytis mūsų taisyklių ir bendruomenės gairių. Jei pastebite ką nors įžeidžiančio ar neatitinkančio mūsų taisyklių ar gairių, pažymėkite, kad tai netinkama.