从火星观看地球的艺术家印象图,未按比例绘制。 (Ales_Utovko/iStock/Getty Images Plus)
在地球上发现的数千颗陨石中,大约有已确认188人来自火星。他们是怎么来到这里的?
在我们太阳系动荡的历史中,小行星曾撞击过在这样的力量下,碎片被炸入太空,然后在太空中漂流,最终进入地球大气层,并在到达地面的旅程中幸存下来。
天文学家曾经认为这是一个复杂的过程,只有最强大的撞击才能将火星上的岩石抛入太空。但新的研究表明,它所承受的压力比之前认为的要小得多,这意味着可能会有更多的火星碎片漂浮在太空中并前往地球。
来自加州理工学院的行星科学家团队使用一种新型强大的喷枪来模拟对火星的撞击。因此,为了不损害任何有限且珍贵的火星陨石供应,他们使用了来自地球的含有斜长石的岩石,斜长石是火星岩石的主要成分。
在高压下,例如撞击后,斜长石转变成被称为马斯凯利石的玻璃状材料。研究人员表示,在岩石中发现马氏沸石表明了样品所接触的压力类型。
“我们不在火星上,所以我们无法亲眼目睹陨石撞击,”喷气推进实验室的行星科学家、该研究的合著者杨刘说。 “但我们可以在实验室环境中重现类似的影响。通过这样做,我们发现发射火星陨石所需的压力比我们想象的要小得多。”
刘和加州理工学院教授 Paul Asimow 表示,之前的实验表明,斜长石在 30 吉帕斯卡 (GPa) 的冲击压力下会变成斜长石,该压力是海平面大气压的 300,000 倍,是潜水器接触压力的 1,000 倍潜入 3 公里深的海水下。
但通过改进后的新型喷枪,这项新研究表明这种转变实际上发生在 20 GPa 左右,这与之前的实验有显着差异。
“模拟能够从火星发射完整岩石并同时将其冲击到 30 GPa 的撞击是一项重大挑战,”阿西莫在新闻稿中表示。
“在这种情况下,30 GPa 和 20 GPa 之间的差异是显着的。我们越准确地描述陨石所经历的冲击压力,我们就越有可能识别出它起源于火星的撞击坑。”
这项新研究遵循去年发表的论文它能够查明来自火星的“黑美人”陨石的起源(如上图所示),即来自红色星球上 Terra Cimmeria – Sirenum 地区的撞击坑。
我们怎么知道这些陨石来自火星?火星陨石可以追溯到这颗红色星球,因为它们含有与火星任务数据相匹配的被困气体。
特别是,1976 年登陆火星的两艘美国宇航局维京号航天器进行的一项实验测量了稀薄的火星大气中不同气体的含量。 1983 年,人们在一颗名为 Elephant Moraine 79001 的陨石中发现了这些相同的气体,这些气体被困在冲击玻璃静脉和气袋中,现在也出现在其他陨石中。
新研究发表于科学进步。