Древнейший марсианский метеорит Teghaza 001: что рассказал науке розовый камень из Сахары

Ученые из Лаборатории реактивного движения NASA под руководством Ян Лю обнаружили, что найденный в 2022 году в Сахаре метеорит Teghaza 001 возрастом более 4,1 миллиарда лет является одним из древнейших образцов марсианской коры. Результаты исследования опубликованы в журнале Science, а дополнительная работа о содержании воды в метеорите вышла в Science Advances.

Метеориты редко бывают красивыми. Обычно это темные, оплавленные камни, которые легко принять за обычный булыжник, если не знать, на что смотреть. Но Teghaza 001 исключение: розовый, весом почти в 800 грамм, он лежал в пустыне Мали, на солончаковой равнине, и ждал своего часа. Никто тогда не подозревал, что этот камень старше почти всех известных следов марсианской геологии и что он принесет с собой историю, которую планетологи долго ждали.

Когда нашли этот метеорит в 2022 году, первым делом нужно было понять, откуда он. Ученые из Университета Нью-Мексико проверили изотопы кислорода, своеобразные геохимические отпечатки пальцев, которые позволяют отличить породы разных планет. Совпадение с марсианскими метеоритами было очевидным, и Teghaza 001 предварительно отнесли к шерготтитам, самой распространенной группе камней с Красной планеты.

Ян Лю, специалист по планетарным образцам из JPL, поначалу чуть не отказалась от изучения камня — шерготтитов она видела немало. Но все же решила взглянуть. И заметила нечто необычное: текстуры и минералы, которых раньше не встречала. Внутри оказались кристаллы циркона, крошечные «часы», которые геологи используют для точного определения возраста пород. Именно они помогли установить, что метеорит сформировался более 4,1 миллиарда лет назад, а примерно тогда же, около 4,1 миллиарда лет назад, его изменила марсианская вода. Это означает, что сама порода возникла еще раньше.

Teghaza 001 — не первый древний марсианский метеорит, попавший в руки ученых. Есть ALH84001, знаменитый тем, что в 1990-х годах вызвал споры о возможных следах жизни на Марсе. Есть «Черная красавица» (Black Beauty), сформировавшаяся около 2,1 миллиарда лет назад из мелких обломков вулканических пород. Но оба они дают ограниченную картину: ALH84001 почти целиком состоит из одного минерала, а «Красавица» это мозаика из фрагментов.

Teghaza 001 устроен иначе. В нем сохранился набор магматических минералов, который рассказывает, как кора планеты остывала, а позже подвергалась воздействию подземных вод. Такой состав удивительно точно совпадает с тем, что наблюдает с орбиты аппарат Mars Reconnaissance Orbiter в южном полушарии Марса, покрытом кратерами. Точное место рождения метеорита на Марсе установить невозможно, но авторы работы назвали несколько районов, подходящих по минералогии и химии.

Ученые назвали находку первым образцом марсианской коры из региона, откуда у них никогда не было проб. По словам исследователей, камень хранит следы взаимодействия воды и породы и, возможно, даже отпечаток атмосферы Марса в ту эпоху, когда планета теряла воду.

Обычно, чтобы определить возраст породы, образец полностью растворяют и анализируют целиком. Но с марсианскими метеоритами так поступать нельзя, их слишком мало. Франсуа Тиссо из Калтеха и его команда разработали метод, позволяющий датировать отдельные зерна минералов на поверхности образца. Для анализа хватило маленького кусочка Teghaza 001 размером меньше ногтя. Метод не только точен и быстр, но и сохраняет редкий камень для будущих исследований.

В целом исследование Teghaza 001 показало, что в руки ученых попал один из трех древнейших марсианских метеоритов и первый образец коры из региона, который прежде был недоступен для прямого изучения. Камень возрастом более 4,1 миллиарда лет сохранил свидетельства того, как формировалась кора Марса и как ее меняла вода, а примененный метод точечной датировки открыл дорогу для изучения других редких внеземных образцов. Как выразилась Ян Лю, ученые пока лишь поцарапали поверхность, и это только начало.