Hornina z Marsu odhaluje dávná vulkanická tajemství

Vzácný marťanský meteorit odhalil složité vulkanické procesy a heterogenitu pláště na Marsu a poskytl nové stopy k magmatické evoluci a tepelné historii této planety. V průlomovém objevu publikovaném v prvním čísle časopisu Planet vědci z Chengdu University of Technology odhalili, jak vznikla nově identifikovaná marťanská hornina. Tento vzorek – Northwest Africa (NWA) 16254 – patří do skupiny gabrových šergottitů a vykazuje významné geochemické ochuzení. Studiem jeho složení otevřel tým nové okno do vulkanické historie Marsu a způsobu, jakým jeho plášť a kůra v průběhu času interagovaly.

Pod vedením Jun-Fenga Chena z Výzkumného centra pro planetární vědy použili vědci podrobné minerální mapy a chemické analýzy k vysledování dvoufázového procesu ochlazování a krystalizace. V hloubkách, kde tlak dosahoval 4,3 až 9,3 kbar, se nejprve vytvořily krystaly pyroxenu bohaté na hořčík, což znamenalo nejranější fázi růstu horniny.

Jak se roztavený materiál zvedal do mělčích vrstev (méně než 4 kbar), ochlazoval se pomaleji, což umožnilo vznik okrajů bohatých na železo a vznik plagioklasu. Výsledná hrubozrnná struktura zachovává záznam opakovaného tavení ze starého, vyčerpaného zdroje v plášti. Tyto poznatky představují klíčový prvek skládačky pro rekonstrukci magmatického vývoje planety.

Vpravo je obrázek celého vzorku meteoritu NWA 16254 studovaného v této práci. (a) Obrázek zpětně odražených elektronů (BSE) získaný pomocí TIMA. (b) Mineralogické mapování pomocí TIMA. (c) Mapa rozložení obsahu železa získaná pomocí TIMA. (d) Mapa rozložení obsahu vápníku získaná pomocí TIMA. Aug = augit, Pig = pigeonit, Pig-Fe = pigeonit bohatý na Fe; Mask = maskelynite, Fay = fayalit, Qtz = křemen; Ilm = ilmenit. Obr. 2 Chondritem normalizované vzorce vzácných zemin v celé hornině meteoritu NWA 16254 a dalších ochuzených šergottitech. Šedé čáry představují data z Udry et al. (2020).

Jedinečná geochemická signatura
Geochemické ochuzení meteoritu, charakterizované ochuzením o lehké prvky vzácných zemin (LREE) (viz obr. 2) a nízkou těkavostí kyslíku (fO2 = IW−1,0), jej řadí k vzácnému meteoritu QUE 94201, což naznačuje společný magmatický zdroj. Jeho gabrová struktura, která svědčí o pomalém ochlazování v kůrových komorách, jej odlišuje jako jedinečný záznam podpovrchového magmatismu.

Tyto poznatky zpochybňují stávající modely vulkanického vývoje Marsu, protože trvale nízká hodnota fO2 u NWA 16254, potvrzená soubory ilmenitu obsahujícího Ti3+, naznačuje trvalé redukční podmínky během krystalizace. To podtrhuje heterogenitu pláště Marsu a vyvolává otázky ohledně oxidačně-redukčního vývoje planety v průběhu miliard let. Budoucí chronologické studie by mohly vyřešit, zda tento meteorit představuje starodávné tání pláště (~2,4 miliardy let) nebo mladší magmatickou aktivitu, a poskytnout tak vodítka k tepelné historii Marsu.

Studie využívá nejmodernější techniky, včetně mapování pomocí integrovaného analyzátoru minerálů TESCAN (TIMA) a laserové ablace s indukčně vázanou plazmovou hmotnostní spektrometrií (LA-ICP-MS), ke sledování minerálního zónování a distribuce stopových prvků. Tyto metody odhalily odlišné geochemické chování v jádrech a okrajích pyroxenu – jev, který je klíčový pro rekonstrukci dynamiky magmatické komory. Pro vědce představují dobře zachované geochemické znaky meteoritu NWA 16254 primární cíl pro izotopové analýzy, které by mohly odhalit časovou osu vyčerpání marťanského pláště a zpřesnit modely planetární diferenciace.

Zdroj: https://scitechdaily.com/alien-rock-from-mars-reveals-ancient-volcanic-secrets/

autor: František Martinek