来自火星的岩石正在撞击地球,它们的年龄有些奇怪

人类尚未踏足火星但随着时间的流逝,火星已经来到了人类身边。大块的火星岩石通过猛烈撞击等过程从它们的家乡喷出,它们穿过太阳系,最终——啪!– 撞向地球。

当我们收集这些邻近星球的样本时,出现了一种奇怪的模式。大多数样本似乎是最近在这颗红色星球上形成的岩石;鉴于火星表面的大部分都如此古老,这是一个特殊之处。

年龄的衡量标准可能在很大程度上是错误的。不同的测年技术得出了不同的结果,这意味着科学家们对这些岩石在火星上形成的时间的估计并不完全有信心。

来自美国和英国的一组科学家现在已经找到了解决这个问题的方法。而且,令他们惊讶的是,这些岩石中的许多确实很年轻——事实上只有几亿年的历史。这些信息可以提供关于陨石到达这里需要多长时间的线索,以及火星上的地质过程。

“我们从某些化学特征中知道,这些陨石肯定来自火星。火山学家本·科恩(Ben Cohen)说格拉斯哥大学,他领导了这项研究。

“它们被大规模的撞击事件从红色星球上炸开,形成了巨大的陨石坑。但是火星上有数以万计的撞击坑,所以我们不知道陨石到底来自火星的哪个地方。你可以用来确定其源陨石坑的最佳线索之一是样本的年龄。

一小块雪高铁矿,仅重 0.4 克。(乔恩·泰勒(Jon Taylor)/ Flickr, CC BY-SA 2.0)

在地球上发现了大约360个左右的陨石样本,这些样本已被确定为起源于火星。一些其中 302 个在撰写本文时,它们中的大多数都被归类为谢尔戈蒂,一种在火山活动热度下锻造的富含金属的火星岩石。

根据火星表面的陨石坑有多严重,科学家们估计该表面相当古老。如果地表更年轻,因火山活动而焕然一新,许多陨石坑将被火山流抹去。因此,任何从火星表面喷出的岩石也应该是古老的。

地球上的谢尔戈蒂石测年技术不仅因其构成而变得复杂,而且我们从中收集到的很少表明,许多都不到2亿年的历史。这导致了所谓的谢尔戈特时代悖论,而且一直如此几十年来一直困扰着科学家.

对这种令人惊讶的年轻可能性的解释范围很广,从所有年轻的谢尔戈特岩的单一起源点,到撞击事件可能加热和模糊岩石到如此程度,以至于它的年龄被重置。但这些理论并不能与证据相提并论——岩石本身。

用于确定 shergottite 年龄的方法称为氩-氩测年,这是基于放射性钾衰变成氩气。由于这种衰变速率产生了已知的氩同位素比例,科学家们可以查看该比例来确定放射性衰变已经发生了多长时间,从而确定岩石样品的年代。

2016 年 9 月至 2019 年 2 月之间在火星上形成的陨石坑。(美国宇航局/JPL-加州理工学院/UArizona)

问题是,在地球上,我们可以很容易地考虑可能进入样品的不同氩气来源。对于从另一个星球开始并在太空中度过的谢尔戈蒂来说,这更加复杂。雪苑石有五种潜在的氩气来源,而地球岩石只有三种。

为了弥补这一点,科恩和他的同事们开发了一种方法来纠正来自地球和太空的氩污染。“一旦我们这样做了,氩-氩年龄就变得很年轻,并且与其他方法(如铀铅)完美匹配,”他解释道.

他们确定了七个谢尔戈特石样本的年代,返回的年龄在1.61亿至5.4亿年前。研究人员说,造成这种情况的原因可能是对火星的频繁轰炸破坏了较老的表面,暴露了下面较年轻的岩石,这些岩石已被火山活动补充。最终,这块较年轻的岩石更有可能被挖掘和喷出。

火星火山活动今天可能还在进行,火星不断受到轰炸。科学家估计了一些每年 200 次影响制造直径超过 4 米的陨石坑。因此,年轻的岩石偶尔会以一种迂回的太阳系方式被抛向地球,这可能并不奇怪。

该研究已发表在地球与行星科学快报.

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