Nowe eksperymenty wykazały, że rdzeń Marsa powstał znacznie szybciej niż rdzeń Ziemi, dzięki stopionym żelazie i siarczkach niklu, przenikających przez stałą skałę i do środka czerwonej planety.
Planety Czy warstwowytrochę jak cebula. Powierzchnia, na której stoimy skorupaktóry znajduje się na płaszczu. O wiele głębiej i znajdujemy solidny rdzeń zewnętrzny i stopiony rdzeń wewnętrzny, którego wirowanie może wygenerować globalne pole magnetyczne.
Planetarni naukowcy nazywają to warstwami „różnicowaniem”, w tym sensie, że różne elementy były w stanie odróżnić się od siebie. Cięższe elementy, zwłaszcza żelazo i nikiel, zazwyczaj opadają w serca planet, a lżejsze elementy krzemianowe pozostają w zewnętrznych warstwach. Jednak naukowcy zazwyczaj zakładali, że żelazo i nikiel mogą zatopić się w rdzeniu planetarnym, wnętrze planety musi być stopione, stopione przede wszystkim przez ciepło uwalniane przez Rozkład radioaktywny aluminium-26 i ewentualnie żelazo-56.
To prawie na pewno jak ZiemiaRdzeń powstał przynajmniej w procesie, który naukowcy szacują, że miliard lat lub dłużej. Ale Mars W tej historii przedstawia uderzenie. Marsjan meteoryty zawierają radioizotopowe dowody, które są wrażliwe na powstawanie rdzenia Marsa, a dowody te wskazują, że rdzeń nie w miliardach lat, ale w ciągu zaledwie kilku milionów lat po urodzeniu Układ słoneczny. Implikacja tego wydaje się być taka, że Mars rosła znacznie szybciej niż Ziemia, ale modele formacyjne układu słonecznego starały się to powtórzyć.
Teraz naukowcy z działu badań nad astromateriałami i eksploracyjnymi (ARES) NASA Johnson Center uważają, że mają odpowiedź. Być może wymyślili, w jaki sposób Mars mógł tak szybko utworzyć swój rdzeń, nie doświadczając anomalnego wzrostu wzrostu.
Około 4,5 miliarda do 4,6 miliarda lat temu planety połączyły się z dysku gazowego i pyłu, które otaczyły słonecznyzwany dyskem protoplanetowym. Grawitacja niemowląt wciągnęła najcięższe żywioły i minerały, w tym żelazo i nikiel, do wewnętrznego sanktuarium dysku. Tymczasem lżejsze materiały, takie jak woda i wodór, znajdowały się w zewnętrznych częściach dysku.
Miejsce, w którym powstał Mars, siedział gdzieś pomiędzy tymi sekcjami. W okolicy wciąż było dużo żelaza i niklu, ale było też miejsce na lżejsze elementy, takie jak tlen i siarka. Zespół w Ares zdał sobie sprawę, że mogło to mieć wpływ na to, jak powstał rdzeń Marsa, więc przetestowali go. W ten sposób przedstawili pierwsze bezpośrednie dowody, że stopione żelazo i siarczki niklu mogą przenikać przez małe pęknięcia między minerałami w stałej skale, ostatecznie gromadząc się w rdzeniu planety po zaledwie kilku milionach lat, na długo przed rozkładem radioaktywnym zmienionym w wewnętrzny stopiony.
Naukowcy, prowadzeni przez Sama Crossleya, który od tego czasu przeprowadził się z ARES na University of Arizona w Tucson, przeprowadzili eksperymenty w wysokiej temperaturze w eksperymentalnym laboratorium petrologii NASA Johnsona, ogrzewając próbki skały bogatej w siarczan przekraczającą 1020 stopni Celsjusza, które jest wystarczająco gorące, aby stopić siarki-ale nie krzegłowe. Następnie zbadali podgrzewane próbki w laboratorium tomografii komputerowej Center Center, aby sprawdzić, czy siarczki przeniknęły przez stałą skałę.
„W rzeczywistości mogliśmy zobaczyć w pełnych renderingach 3D, jak topy siarczek poruszały się przez próbkę eksperymentalną, przeglądając pęknięcia między innymi minerałami” – powiedział Crossley w a oświadczenie.
Wszystko dobrze i dobrze pokazuje to w kontrolowanych warunkach w laboratorium, ale czy naprawdę może to mieć miejsce w jelitach ciała planetarnego? Oczywiście zespół musiał dokładnie sprawdzić swoją hipotezę przeciwko materiałem, który naprawdę był częścią ciała planetarnego.
„Zrobiliśmy następny krok i szukaliśmy kryminalistycznych dowodów chemicznych perkolacji siarczku w meteorytach” – powiedział Crossley. „Przez częściowo topiące syntetyczne siarczki nasycone śladowymi metaliami w grupie platyny, byliśmy w stanie odtworzyć te same niezwykłe wzorce chemiczne występujące w meteorytach bogatych w tlen, dostarczając mocnych dowodów na to, że perkolacja siarkową wystąpiła w tych warunkach w wczesnym układzie słonecznym”.
Jednak identyfikacja tych śladowych metali w grupie platyny, w szczególności Iridium, Osmium, Palladium, Platinum i Rutenum, bez niszczenia próbek wymagało niektórych sprytnych technik opracowanych przez Badacza ARES, Jake’a Setera.
„Aby potwierdzić, co pokazywały nam wizualizacje 3D, musieliśmy opracować odpowiednią metodę ablacji laserowej, która mogłaby śledzić elementy grupy platyny w tych złożonych próbkach eksperymentalnych”, powiedziała Setera w oświadczeniu.
Metoda Setera stwierdziła, że przejście stopionych siarczków przez lewe reszty skały stałych metali z grupy platynowej w próbkach w ilościach pasujących do tych znalezionych w niektórych meteorytach chondrytycznych.
„Potwierdziło to naszą hipotezę – że w otoczeniu planetarnym te gęste stopy migrowałyby do centrum ciała i utworzył rdzeń, nawet zanim otaczająca się skała zaczęła się stopić” – powiedział Crossley.
Ten model tworzenia rdzenia miałby zastosowanie do wszystkich znaczących dużych ciał zamieszkałych w tym środkowym regionie dysku protoplanetarnego, nie tylko Marsa. To powiedziawszy, biorąc pod uwagę zagadkę formacji Marsa, odkrycia potencjalnie odpowiadają na niektóre podstawowe pytania dotyczące najwcześniejszych dni Czerwonej Planet i powodują, że prognozowanie, że rdzeń Marsa powinien być bogaty w siarkę. I wiesz, jak pachnie siarkę? Zgniane jaja.
Badania zostały opublikowane 4 kwietnia w czasopiśmie Komunikacja natury.
