На Марсе нашли минерал, из которого образуются рубины и сапфиры: ученые раскрыли его происхождение

Марсоход NASA «Perseverance» обнаружил на Красной планете микроскопические кристаллы хромистого корунда — минерала, который на Земле служит основой для формирования драгоценных камней, таких как рубины и сапфиры. По своей химической природе корунд представляет собой оксид алюминия в кристаллической форме, а примесь хрома придаёт ему характерную окраску. Микроскопические зёрна этого соединения были выявлены в трёх фрагментах горной породы, расположенных на кромке древнего ударного кратера Езеро. Согласно выводам научной группы из Лос-Аламосской лаборатории, представленным в издании Geophysical Research Letters, появление подобных минералов доказывает: в прошлом этот регион Марса подвергался сверхвысокому давлению и температурам — вероятнее всего, в результате мощных метеоритных ударов или бурной вулканической активности.

Для дистанционного анализа марсоход задействовал лазерный спектрометр SuperCam: прибор посылал импульсы лазера в сторону марсианских пород и считывал спектр их ответного свечения (люминесценции). Главными объектами изучения стали три светлых камня. Во всех трех случаях детекторы зафиксировали характерный оптический «отпечаток» — два отчетливых пика излучения на длинах волн 692 и 694 нанометра. В земных условиях такой оптический сигнал возникает исключительно в рубинах: он появляется, когда атомы хрома встраиваются в кристаллическую решетку корунда, вытесняя алюминий и окрашивая минерал в красный цвет. Окончательным подтверждением стали замеры на третьем образце, где свечение длилось ровно 3 мс, что до сотых долей совпадает с эталонными лабораторными свойствами земных рубинов.

Обнаружение на Марсе корунда озадачило планетологов и заставило их пересмотреть геологическую историю Красной планеты. Для естественного формирования этого минерала требуется среда, пересыщенная алюминием и практически лишенная кремния, а также сверхвысокие температуры и высокое давление. На Земле подобные условия возникают глубоко в коре в результате трения и движения тектонических плит. Однако Марс лишен активной тектоники. Ситуацию усложняет тот факт, что найденные обломки состоят преимущественно из плагиоклаза. Это силикатный полевой шпат, который обычно связывает весь доступный алюминий, не оставляя сырья для кристаллизации корунда. Сосуществование этих двух веществ в одной породе требует специфического механизма образования.

Авторы работы пришли к выводу, что обнаруженные зерна образовались в результате мощного столкновения планеты с метеоритом. В далеком прошлом столкновение Марса с массивным космическим телом не только образовало кратер Езеро, но и накрыло обширные территории волной раскаленного жара и колоссального давления, кардинально изменив окружающие породы. Ударные волны расплавили марсианскую породу, запустив процесс так называемого ударного метаморфизма. Последующая гидротермальная активность с участием горячей воды начала постепенно вымывать излишки кремния из разрушенной породы. Это позволило оксиду алюминия кристаллизоваться в виде микроскопических зерен корунда, которые оказались навсегда запечатаны внутри кусков плагиоклаза.

Данное открытие является первой достоверной фиксацией такого минерала в марсианских условиях. Выводы исследователей подтверждают гипотезу о том, что масштабные столкновения с астероидами способны запускать сложные геохимические процессы, полностью компенсируя отсутствие вулканической и тектонической активности. Полученная информация также напрямую доказывает наличие гидротермальных источников и горячей воды на ранних этапах формирования Красной планеты. Детальное изучение механизма образования марсианского корунда и окончательное подтверждение его химического состава станут возможны после доставки физических образцов грунта на Землю, что запланировано в рамках будущих совместных миссий космических агентств.

Источник: phys.org