Marso molis, suformuotas planetos požeminėse sluoksnėse • Elena Naimarkas • Mokslinės naujienos apie "Elementus" • Geologija, kosminiai tyrimai

Marso molis suformuotas planetos požeminėse sluoksnėse

Islandija, Hvalfjordur slėnis: molio nuosėdos susidaro ant paviršiaus, susidariusios dėl hidroterminės žemės paviršiaus veiklos. Ši vieta gali būti Marso molio formavimo procesų modelis. Nuotrauka iš straipsnio Ehlmann et al., 2011 (PDF, 608 Kb)

Analizuojant platų duomenų apie Marso mineralines medžiagas, tarptautinė mokslininkų grupė sugebėjo padaryti išvadą, kad dauguma šio tipo uolų buvo suformuoti požeminėse plutos sluoksnėse, o ne ant planetos. Jų formavimas yra susijęs su seniausia – prieš 4,1-3,8 milijardus metų – planetos geologijos etapais. Taigi, hipotezė senovės šilta, apsupta tankioje Marso atmosferoje, pasirodo mažiau nuosekli nei idėja apie stabilų sausą ir bevandenį Marą. Plačiai žinomi Marso vandentakių kanalai yra laikomi įrodymais, kad epizodinis hidroterminių sistemų išleidimas.

Molis – labiausiai paplitusios, jei ne įkyrus, nuosėdinės uolienos. Jų buvimas nustebs ne vieną, o keletą žmonių bus suinteresuota (nebent keramikos gamintojai). Bet tai tik tada, kai kalbame apie planetą Žemę. Jei mes kalbame apie Marso meles, tada tema tuoj pat persikels į skubiausius mokslinius prioritetus.Faktas yra tai, kad molis susidaro dalyvaujant skystam vandeniui. Be to, skirtingi molio arba tiksliau molio mineralų tipai tiksliai nurodo sąlygas, kuriomis jie susidarė. Taigi Marso molis (mokslinėje literatūroje naudojamas tikslesnis terminas "phyllosilicates", derinant molio mineralus su kitų tipų sluoksniuotųjų silikatais), pirma, patvirtinti, kad skystas vanduo yra bevandenėje Marse ir Marsas buvo molio nuosėdų formavimo laikotarpiu. Abi yra labai svarbios.

Molio mineralai susidaro silikatinių uolienų, pvz., Bazalto, atmosferos sąlygomis, ir tai apima vandens molekulių arba hidratinių jonų (OH) įtraukimą į kristalines silikatines groteles. Šarminėmis sąlygomis gaunamos smektito formos molis, rūgštiniuose kaolinituose. Ištekantis vanduo padeda pašalinti lengvai tirpius katijonus, todėl molio mineralai, kurių genezė yra susijusi su vandentakiais, turi skirtingą elementinę sudėtį nei pagrindinės uolienos; jis taip pat sudaro metalo oksidus. Tačiau sąlygomis nedidelio vandens kiekio uždarose (neplėšiančiose) sistemose pirminės uolienos transformacija suteikia molio mineralusapie tą patį kaip ir pagrindinės uolienos, elementinės kompozicijos ir daug mažiau oksidų.

Ant Marso yra milžiniškų mineralinių mineralų, kurių amžius yra maždaug 4,1-3,7 mlrd. Metų, telkiniai. Pažymėtina, kad Marso geologija (ar galėtume sakyti "planetologiją", galų gale "geo" reiškia "Žemę"?) Skirtingai nuo žemės, būdinga plačiai tokios senovės nuosėdų išsaugojimui; Žemėje, beveik visi jie yra apdorojami dėl tektoninio aktyvumo.

Diskusija apie Marso vandenį daro įdomu, kaip vanduo galėtų tekėti planetos paviršiuje. Atmosferos slėgis Marsui yra tik 4-10 mbar priklausomai nuo aukščio virš paviršiaus (vidutiniškai 6 mbar), o temperatūra yra 218 K. Šiomis sąlygomis vanduo išgaruoja, aplenkiant skystą fazę. Tačiau dabar žinoma, kad skystieji srautai ant planetos paviršiaus suformavo ilgus kanalus panašius į upių kanalus; tai reiškia, kad skysčiai vis dar yra ant paviršiaus. Be to, krumplių šlaituose atsiranda slinktys, susidariusios dėl užšalimo ir garinimo skysčių (skaitykite apie tai straipsnyje Malin et al.Švytėjusi veikla ant marso Mokslas. 2006. V. 314. P. 1573-1577, taip pat populiariame L. Ksanfomalitos straipsnyje "Kalnų upeliai ir baseinai ant Marso").

Remiantis viena iš hipotezių, paaiškinančių, kad vanduo yra tokioje netinkamoje aplinkoje, atmosferinis slėgis Marsui 4-3 milijardus metų buvo daug didesnis nei šiandien, o dėl tankesnės atmosferos temperatūra planetoje buvo didesnė. Tada planeta prarado atmosferą, o anglies dioksidas kontaktuoja su karbonatais ir asilu, kietu ledu. Dar viena hipotezė neigia, kad Marsas prarado savo iš pradžių tankią atmosferą, nes nebuvo nustatyta jokių reikšmingų anglies dioksido surišimo būtinų karbonatų telkinių. Daroma prielaida, kad skystas vanduo gali būti po paviršiaus sluoksniais, kur slėgis ir temperatūra yra aukštesni ir periodiškai iškraunami ant paviršiaus. Abi hipotezės turi stipriąsias ir silpnąsias puses. Molio mineralų struktūros ir sudėties detalės gali papildyti vienos ar kitos alternatyvios hipotezės argumentus.

Molio kalnų tyrinėjimas Marse prasidėjo šio šimtmečio pradžioje (žiūrėkite: "Nojaus epochoje ant Marso buvo vandens", "Elements", 2004.1.15).Dabar, kai astrogeologai sukaupė daug faktinių duomenų (daugiausia spektrinės analizės duomenų), gana patikimai kalbėti apie Raudonosios planetos moliusčių kilmę.

Mokslinių dirvožemių iš įvairių geografinių planetos taškų analizės rezultatai (iš viso apie 350 taškų) paskelbė mokslininkai iš kosmoso astrofizikos instituto (Paryžius, Prancūzija), Browno universiteto (Providence, Rhode Island, JAV), Johns Hopkins universiteto (Baltimorė, Merilandas, JAV) . Jie palygino molio ir aplinkinių uolienų elementinę sudėtį, atsižvelgiant į jų mineraloginę sudėtį.

Daugeliui taškų elementų sudėtis molio ir tūrinių uolų buvo panaši. Tai reiškia, kad molio mineralai buvo suformuoti uždarų sistemų sąlygomis, ty be sąlyčio su atmosfera ir be mobiliojo vandens dalyvavimo. Jų mineraloginė kompozicija leidžia manyti, kad aplinkinė mikro aplinka buvo šarminė ir be deguonies. Marso molio sudėtyje yra geležies ir magnio turinčių smektatų (daugiausia jų: pavyzdžiui, nontronitai, saponitai), chloratai (įskaitant prehnitą ir vadinamuosius mišrius sluoksnius chlorito-smectito molio), muskovičius ir illitas.Šių mineralų susidarymas sausumos sąlygomis susidaro maždaug 400 ° C temperatūroje, o pastarasis taip pat susidaro žemesnėje temperatūroje, maždaug 200 ° C. Jei mes kalbame apie sausumos analogiją, tokios sudėties molio mineralai suformuojami požeminėse hidroterminėse sistemose, pavyzdžiui, Islandijoje.

Geležies magnio smektitai ant Marso yra išplitę milžiniškuose krateriuose. Šis konkretus paskirstymas gali būti paaiškintas dviem būdais. Pirma, šoko energija gali inicijuoti hidroterminių sistemų atsiradimą ir veikimą, antra, šoko įvykis paveikė jau esančias hidrotermines pogrindines sistemas. Žvelgiant į vertikalią molio sluoksnių vietą krateriuose, mokslininkai linkę į antrąją versiją.

Daug mažesne vietove yra skirtingos kompozicijos molio. Jie yra senovinių kanalų ir ežerų baseinų slėniuose. Maskvitas, illitas, chloritas ir prehnitas čia nerasta; Dominuojantis molio tipas yra kaolinitas ir montmorilonitas, ty tas, kurioms būdingas didelis aliuminio kiekis (aliuminio turintis molis). Kartu su jomis nuosėdose užfiksuotas didelis druskų – sulfatų ir chloridų kiekis.Tokie moliniai mineralai susidaro sąlytyje su atmosfera ir judriojo vandens sąlygomis. Todėl logiška daryti prielaidą, kad tuo metu ant Marso vanduo tekėjo virš planetos paviršiaus ant Marso. Druskių telkiniai – ir dauguma jų baseino lygumose ir krateriuose – rodo vandens išgarą. Tose vietose, kur yra geležies magnezijos smektų ir aliuminio turinčių molio ir druskų kontakto, pastarieji visada yra žemiau pastarojo (jie sako: "persidengia pastaruoju").

Surinkę visus Marso geologijos duomenis, mokslininkai juos išdėstė laiko ašyje (žr. Paveikslėlį žemiau). Marso istorijos laikas apskaičiuojamas pagal kraterių santykinį tankumą, o absoliutų laiko vienetų kalibravimas yra apytikriai apskaičiuojamas pagal atitinkamą kranto skaičių Mėnulyje. Deja, patikimesnis Marso laiko apskaičiavimo būdas dar nebuvo išrastas. Žinoma, Marsijos ir Mėnulio (read-Earth) laiko pradžia sutampa – tai yra apie 4,5 milijardo metų senumo. Seniausias Marso geologinės istorijos laikotarpis yra vadinamasis prenoachy, kuris yra prieš Noachiją. Nojakinis laikotarpis (Noacho epocha), arba "Nojaus amžius" prasidėjo apie 4,1 milijardo metų.Kitas laikotarpis buvo Hesperio, jo siena buvo apibrėžta kaip prieš 3,8 milijardus metų, o po to buvo įtvirtinta Amazonės laikotarpio įžanga (prieš 3 milijardus metų).

Prieš 4,5-4 milijardus metų, didžiausi krateriniai baseinai suformavo Marsą. Jie, matyt, inicijavo hidroterminių požeminių sistemų kūrimą. Dėl to aplinkinės uolienos pradėjo transformuotis su Fe ir Mg smektų formavimu. Dideli smūginiai įvykiai "Noachia" metu palaikė hidroterminių sistemų funkcionavimą, taigi, plutos gelmių sluoksnyje buvo suformuoti reikšmingi molio akmenų masyvai. Prieš 3,8 milijardus metų vėlai Noahas padidėjo hidroterminių skysčių išleidimas į planetos paviršių, galingi vandens srautai sudarė kanalų ir ežerų baseinų tinklą. Tai buvo aktyvaus vulkanizmo laikas, kuris, pasak mokslininkų, prisidėjo išlaikant aukštesnę temperatūrą šalia paviršiaus. Dėl hidroterminės iškrovos epizodų buvo paversti paviršiniai molio uolai, sudarantys molio sluoksnius su palyginti dideliu aliuminio kiekiu. Vėlesnės sausos ir šaltos Hesperio eros metu hidroterminių požeminių molio susidarymas sulėtėjo ir sustojo,bet kaip likutinis planetos paviršiaus reiškinys, ežerų baseinų molio nuosėdų transformacijos procesai tęsiasi; Taip pat išgarinant vandenį susidarė druskų, daugiausia sulfatų, nuosėdos. Nuo to laiko iki dabar, netgi netoli ugnikalnių, molis nesudaro.

Schemos, apibendrinantys geologinių įvykių istoriją Marse. NF (Nili Fossae) – vadinamųjų Nilo gedimų sistema; MV (Mawrth Vallis) – Mort Valley; VM (Valles Marineris) – Mariner slėniai (taip pat žr. Straipsnį apie marso geologiją); Angliavandeniliai – karbonatai; Chl. – chloridai; Sulph – sulfatai. Straipsnyje aptariama Gamta

Taigi dauguma molio mineralų, greičiausiai, buvo suformuotos ne ant paviršiaus, o po povandeninių hidroterminių. Todėl vienintelio šilto Marso, praradusi savo tankią atmosferą, hipotezė yra žymiai mažiau galinga nei alternatyvaus hipotezė apie stabilią šaltą Marsą su plona atmosfera. Galų gale pirmoji hipotezė yra pagrįsta vandens kanalų ir didžiųjų molio nuosėdų egzistavimo faktu. Antrasis paaiškinamas veiksmais, sąlygotais požeminio veiksnio ir nereikalauja tankios atmosferos dalyvavimo, o pirmasis gali būti palyginti trumpų epizodų pasekmė planetos istorijoje.Atsižvelgiant į šią išvadą, praeities Marijos gyvenimo paieška bus nukreipta į požeminių nuosėdų tyrimą ir analizes su Žemės giliais biosferomis.

Šaltinis: Betanija L. Ehlmann, John F. Mustard, Scott L. Murchie, Jean-Pierre Bibring, Alain Meunier, Abigail A. Fraeman, Yves Langevin. Pogrindinis vanduo ir mineralinis mineralų susidarymas ankstyvoje Marso istorijoje // Gamta. 2011. V. 479. P. 53-60.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: