Meteorite marziano Africa nordoccidentale (NWA) 7034, soprannominata "Bellezza Nera, " pesa circa 11 once (320 grammi). Credito:NASA
Osservando un antico meteorite marziano atterrato nel deserto del Sahara, Gli scienziati e i collaboratori del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hanno determinato come e quando si è formata la divisione topografica e geofisica della crosta del pianeta rosso.
L'Africa nordoccidentale (NWA) 7034 è il più antico meteorite marziano scoperto fino ad oggi, a circa 4,4 miliardi di anni. Il meteorite è una breccia (contiene una varietà di rocce crostali diverse che sono state mescolate insieme e poi sinterizzate mediante riscaldamento) ed è l'unico campione di Marte con una composizione rappresentativa della crosta marziana media. Il meteorite ha fornito ai ricercatori un'opportunità unica per studiare l'antica crosta su Marte.
Il team ha applicato un numero di tecniche di datazione radioisotopica per determinare che la divisione (o dicotomia) tra gli altopiani meridionali fortemente craterizzati del pianeta e le pianure più lisce delle pianure settentrionali si sia formata prima della formazione di NWA 7034 a 4,4 miliardi di anni fa. Questa età antica è coerente con un'origine da impatto gigante per la dicotomia crostale. La ricerca compare nell'edizione del 23 maggio della rivista Progressi scientifici .
"Se la dicotomia crostale marziana si fosse formata a seguito di un impatto gigantesco, e i dati e i modelli disponibili suggeriscono che questo è probabile, la storia di NWA 7034 richiede che si sia formato molto presto nella storia del pianeta, prima di 4,4 miliardi di anni fa, " ha detto il cosmochimico LLNL Bill Cassata, autore principale del paper.
La dicotomia è un netto contrasto tra l'emisfero australe e quello settentrionale. La geografia dei due emisferi differisce in elevazione da 1 a 3 chilometri (km). Lo spessore medio della crosta marziana è di 45 km, con 32 km nella regione delle pianure settentrionali e 58 km negli altopiani meridionali. Le pianure settentrionali comprendono circa un terzo della superficie di Marte e sono relativamente piatte. Gli altri due terzi della superficie marziana sono gli altopiani dell'emisfero australe. La differenza di elevazione tra gli emisferi è drammatica (gli altopiani sono molto montuosi e vulcanici). Tre ipotesi principali sono state proposte per l'origine della dicotomia crostale:endogena (da processi mantellari), impatto singolo o impatti multipli.
Immagine retrodiffusa al microscopio elettronico a scansione di NWA 11522, un meteorite simile a NWA 7034. Parte di un grande clast fuso da impatto è visibile nella parte inferiore sinistra dell'immagine. Alcuni dei clasti più importanti sono indicati da contorni tratteggiati. Credito:Lawrence Livermore National Laboratory
Il team ha deciso di determinare quando e come si è formata la dicotomia crostale.
Sulla base di nuove misurazioni radioisotopiche e in combinazione con altri dati pubblicati, il team ha determinato che tutte le rocce che alla fine sono state incorporate nella breccia NWA 7034 sono state posizionate circa 4,4 miliardi di anni fa nel "terreno sorgente" (la regione di origine crostale da cui derivano i diversi componenti della breccia). I risultati mostrano che questo terreno è stato soggetto a metamorfismo prolungato associato a un grande centro vulcanico alimentato da pennacchi da ~ 1,7 a 1,3 miliardi di anni fa. Le estensioni areali di grandi, i centri vulcanici alimentati da pennacchi su Marte sono migliaia di chilometri quadrati, e il terreno di origine era probabilmente di dimensioni comparabili. Finalmente, hanno mostrato che la roccia è stata riunita circa 200 milioni di anni fa o più di recente. Se visti insieme, i dati di NWA 7034 hanno dimostrato che vasti terreni vulcanici sono sopravvissuti entro pochi km dalla superficie marziana da> 4400 milioni di anni fa. Ciò indica che la dicotomia formatasi prima di 4,4 miliardi di anni fa, poiché le rocce vicine alla superficie sarebbero state sepolte o distrutte dall'evento che ha formato la dicotomia.
"Questo studio multidisciplinare, la combinazione di tecniche geochimiche tradizionali e innovative ci ha fornito alcune nuove entusiasmanti intuizioni sui tempi dei principali processi che hanno modellato il giovane Marte, " ha detto Caroline Smith, responsabile delle Collezioni di Scienze della Terra, curatore principale di meteoriti al Museo di Storia Naturale e un altro autore sulla carta.
I risultati di questo team hanno importanti implicazioni per la nostra comprensione di quando e come uno dei più vecchi, e più caratteristico, si sono formate le caratteristiche geologiche globali di Marte.
"Questo studio dimostra che più sistemi di datazione radioisotopica che vengono ripristinati da diversi processi metamorfici possono essere utilizzati per scoprire la storia termica di un campione in miliardi di anni, " disse Cassata.
