Många konton stöder för närvarande närvaron av flytande vatten på Mars, där hydratiserade mineraler vittnar om tidigare processer med vattenbaserad vittring i Mars -meteoriter som NWA 7533/7034. Planetforskare syftar till att uppskatta tidpunkten för vittring på Marsskorpan för att förstå dess utveckling, tillgängligheten av flytande vatten och beboelse på Mars. I en färsk studie, Martin Guitreau och Jessica Flahaut vid University of Manchester, STORBRITANNIEN., och det nationella centret för vetenskaplig forskning i Frankrike, presenterade en ny metod baserad på U-Th-Pb (Uran-Thorium-Lead) isotopdateringssystem. Med hjälp av tekniken, Guitreau och Flahaut undersökte om zirkonkristaller genomgick en lågtemperaturförändring i vatten, liknande observationer med Hadean-åldrade detritalkristaller från västra Australien.

Data för NWA 7533 Zircons visade bevis för vattenförändringar, och modellering av det utvecklande U-Th-Pb-isotopsystemet indikerade att den senaste ändringen har skett under den sena Amazonasperioden (227-56 Ma). Fyndet utökar i stor utsträckning den tid under vilken flytande vatten var tillgängligt nära Mars -ytan - vilket tyder på att Mars fortfarande kan vara beboelig, baserat på bevisen. Resultaten av studien publiceras nu den Naturkommunikation .

Zirkon är en robust tidskapsel som i stor utsträckning används inom U-Pb geokronologi och i studiet av magmatiska/metamorfa processer på jorden. Planetforskare har vittnat om denna process med hjälp av markbunden detrital Zircon före 4378 miljoner år. Ändå, alfa-partikelemission och α-rekylkaskader på grund av U- och Th-förfall kan skada kristallgitteret, orsakar strålning att ackumuleras i zirkonium med olika hastigheter baserat på koncentrationerna (förhållandet) av U och Th. Detta steg definieras som den "första perkoleringspunkten", varefter kemiska element lättare kan mobiliseras än i orörda kristaller. Den progressiva amorfiseringen kan orsaka expansion av kristallgitter och sprickbildning i Zircon för att öka kristallens känslighet för termiska händelser som observerats med gamla zirkoner från Jack Hills, Västra Australien.

I det nuvarande arbetet, Guitreau och Flahaut undersökte om avkoppling mellan den uppmätta och tidsintegrerade Th/U i Zircon skulle kunna leda till förändringar i vatten vid låga temperaturer och sedan beskriva principerna för deras nya metod. När forskarna tillämpade metoden på utomjordiska zirkoner på månen för jämförelse med zirkoner från Mars, de fick bevis för lågtemperatur vattenbaserad vittring på Mars.

När de modellerade utvecklingen av U-Th-Pb-isotopsystemen av zirkon för att bestämma utvecklingen för avkoppling mellan det uppmätta och tidsintegrerade Th/U, de upptäckte att ändringen inträffade vid 1500-1700 Ma; som en mycket yngre händelse. Händelsen motsvarade den sena Amazonasperioden, som i allmänhet anses kallt och torrt på Mars. Som ett resultat, det nuvarande arbetet visade tillgången på vatten nära Marsytan under det senaste förflutna, tyder på dess närvaro i dag.

För att undersöka Zirkons känslighet, forskarna övervägde kemiska modifikationer samt isotopisk återställning under bevarandet av gallret. För att bedöma dessa villkor, de använde makroskopiska visuella kriterier och mikroskopiska metoder inklusive transmissionselektronmikroskopi, Raman -spektroskopi, Röntgendiffraktion, kärnmagnetisk resonans och atomprobstomografi. En enklare, indirekt tillvägagångssätt är också att beräkna strålningsdosen som ett zirkonprov genomgick (alfa-sönderfall per gram prov) med hjälp av kronologisk information från U-Pb-isotypsystem och U- och Th-koncentrationer. Till exempel, när forskare beräknade strålningsdoserna för Jack Hills zirkon -datauppsättningar, de visade avkoppling mellan de uppmätta och tidsintegrerade Th/U-förhållandena i zirkondomäner. I det här fallet, strålningsdoser tycktes ackumuleras bortom den första perkolationspunkten, processen krävde dock verifiering innan den användes vid vattenhaltiga förändringar bortom jorden.

Via omfattande experiment, Guitreau och Flahaut visade att avkoppling mellan den uppmätta och tidsintegrerade Th/U uppvisade av markzirkoner som en proxy för zirkonförändringar med vattenhaltiga lösningar vid låga temperaturer. Vid jämförelse, forskarna visade att måncirkoner (månen) uppvisade onormalt höga Th/U i överensstämmelse med det gemensamma intervallet för terrestrisk larva/magma baserad stollig (eldig) zirkon. Detta förväntades eftersom det inte finns några bevis för flytande vatten på månen.

Liknande, Marszirkonkristaller erhållna från meteoriten NWA 7533 och matrisen av NWA 7034 visade konsekventa mätningar och tidsintegrerade Th/U-förhållanden. Baserat på befintliga data och de nuvarande beräkningarna, Guitreau och Flahaut tolkade den horisontella fördelningen som bevis för lågtemperaturförändringar av zirkonkorn från Mars genom vattenhaltiga lösningar - ungefär som kristallerna från västra Australien. De nuvarande fynden med avkoppling mellan de uppmätta och tidsintegrerade Th/U-förhållandena förstärkte idén om tillgängligheten av flytande vatten i Mars undergrund. Fenomenet framkallade avancerad vittring av strålningsskadade zirkonkristaller.

För att förstå tidpunkten för Marian vattenbaserad vittring, Guitreau och Flahaut utvecklade en tvåstegsmodell av U-Th-Pb-isotoputvecklingen i föreliggande arbete. De testade om en aberrationshändelse (avvikelse) vid 1500 eller 1700 Ma kunde ha stått för den observerade avkopplingen mellan den uppmätta och tidsstyrda Th/U och zirkonförändringen i NWA 7533. I modellens första etapp, Guitreau och Flahaut undersökte zirkonbildning vid 4430 Ma, följt av den andra etappen som en förändringshändelse för att öka U- och Th -koncentrationerna för att förändra zirkon i NWA 7533 -meteoriten. Med hjälp av tvåstegsmodellen, de visade att uran kunde berikas med 2-5 gånger den ursprungliga koncentrationen för att matcha både Jack Hills och Martian Zircon-data. Resultaten indikerade att de observerade nivåerna av Th/U kunde ha inträffat vid 1700 Ma eller 1500 Ma.

Forskarna implementerade vidare modellen med ett ytterligare steg för att bilda en trestegsmodell, med samma Th/U-förhållanden och uranberikningsfaktorer som i tvåstegsmodellen. Resultaten visade att även om de bestämda förändringsåldrarna förblev mycket unga, de specifika förändringar som forskarna registrerade inträffade under den sena Amazonasperioden.

På det här sättet, Guitreau och Flahaut presenterade sina nya data med robusta bevis från befintliga undersökningar för att indikera att den lågtemperaturförändringshändelse som registrerats i NWA-zirkoner inträffade under den sena Amazonasperioden på Mars. De antar att tillgängligheten av vatten för vittring i sen-Amazonian sannolikt kontrollerades av påverkningsinducerad hydrotermisk aktivitet.

Observationerna i föreliggande studie överensstämde med zirkonförändring efter bergning (bergfragmentering), och den yngsta vulkaniska aktiviteten på Mars kunde också ha spelat en roll på grund av förändringar med den nuvarande kryosfären. De registrerade förändringarna av zirkoner i NWA 7533 -meteoriten representerade den yngsta episoden av ihållande vattenförändringar som hittills rapporterats på Mars. Resultaten stöder konceptet att Mars ännu kan vara beboelig i förhållande till den påvisade tillgängligheten av flytande vatten i sitt senaste förflutna.

© 2019 Science X Network