В коллекцию ГЕОХИ РАН добавлены метеориты, предположительно прибывшие с Меркурия.
До недавнего времени на нашей планете не было обнаружено подтвержденных метеоритов меркурианского происхождения. Однако появились новые кандидаты: два образца внеземного вещества, найденные в Тунисе и пустыне Сахара. Исследователи из Университета Миннесоты изучили эти метеориты, известные как NWA 15915 и KG 022, и представили свои выводы в журнале Icarus.
Более того, фрагменты этих метеоритов недавно были включены в Метеоритную коллекцию Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ) по программе обмена. Константин Рязанцев, научный сотрудник лаборатории метеоритики и космохимии ГЕОХИ РАН, поделился с журналистами российской точкой зрения на возможное происхождение этих уникальных образцов.
Почему на Земле так долго не находили метеоритов, предположительно прибывших с Меркурия?
Ученые давно стремятся найти метеориты, происходящие с Меркурия, учитывая, что уже существуют сотни подтвержденных лунных и марсианских образцов. Идентификация лунных метеоритов основана на их сходстве с образцами лунного грунта, а марсианские — на совпадении состава благородных газов с атмосферой Марса. Однако с Меркурием ситуация иная. Хотя это небольшая планета с относительно слабой гравитацией, что теоретически позволяет выброс обломков в космос при столкновениях с астероидами, близость к Солнцу значительно усложняет процесс. Чтобы достичь Земли, выброшенные фрагменты должны обладать очень высокой скоростью и двигаться по специфической траектории, чтобы избежать притяжения мощной солнечной гравитации.
Значит, теоретически, такие метеориты все же могут достичь Земли?
Да, теоретические модели подтверждают такую возможность, хотя это гораздо сложнее, чем в случае с Марсом. Поэтому поиск потенциальных меркурианских метеоритов ведется уже давно. Основная трудность заключается в ограниченности данных о самом Меркурии. Для точной идентификации метеоритов необходимо хорошо знать характеристики планеты. До настоящего времени к Меркурию были направлены всего две миссии: MARINER (1974-1975) и MESSENGER (2011-2015), тогда как к Марсу совершено более 50. Ни одна из этих миссий не включала посадочных аппаратов для прямого изучения состава поверхности. Миссия MESSENGER лишь провела дистанционное зондирование, предоставив некоторые данные о составе, на которые мы можем ориентироваться.
Какие ключевые данные о Меркурии были получены благодаря этим миссиям?
Было обнаружено, что породы на поверхности Меркурия содержат крайне мало железа, что весьма необычно, учитывая массивное железное ядро планеты (определяемое по ее высокой средней плотности). Среди преобладающих минералов на поверхности — натриевый плагиоклаз, а также пироксен и оливин с низким содержанием железа. Кроме того, был выявлен редкий минерал — сульфид кальция (CaS), известный как ольдгамит. Низкое содержание железа и присутствие ольдгамита указывают на то, что железо и сера на Меркурии не образуют соединений с кислородом. После получения этих данных ученые приступили к поиску метеоритов, которые могли бы соответствовать этим характеристикам. Изначально в качестве потенциальных «меркурианцев» рассматривались две редкие группы ахондритов — обриты и ангриты.
Что представляют собой ахондриты, обриты и ангриты?
Ахондриты — это вид каменных метеоритов, отличающихся магматической структурой, что свидетельствует об их формировании из застывших лав или магм других космических тел, таких как планеты и астероиды. Обриты и ангриты характеризуются низким содержанием железа и минеральным составом, напоминающим Меркурий. Обриты, например, имеют белый цвет из-за преобладания энстатита (пироксена без железа, которое обычно придает пироксену зеленые и темно-зеленые оттенки), а также содержат редкий минерал ольдгамит. Эти особенности кажутся очень похожими на характеристики Меркурия. Однако при более тщательном анализе выявились существенные различия между обритами и ангритами и предполагаемыми меркурианскими породами. В обритах наблюдается недостаток плагиоклаза, а ангриты содержат больше железа, чем ожидалось. Спектры отражения этих метеоритов также отличаются от тех, что свойственны Меркурию. По этой причине обриты и ангриты в настоящее время не считаются главными кандидатами, хотя существует версия, что обриты могли сформироваться в глубинных слоях Меркурия.
Где же были обнаружены образцы, наиболее соответствующие критериям метеоритов с Меркурия?
Одним из наиболее обсуждаемых открытий последнего десятилетия стал метеорит NWA 7325, обнаруженный в Марокко в 2012 году. Этот ахондрит, необычный по своему составу, включает хромистый диопсид (разновидность пироксена), плагиоклаз и оливин, причем содержание железа в этих минералах минимально. Важно отметить, что NWA 7325 богат плагиоклазом, в отличие от обритов. Тем не менее, и этот образец не полностью соответствует предполагаемым меркурианским породам: пироксен в NWA 7325 представлен диопсидом, богатым кальцием, тогда как спектральные данные поверхности Меркурия указывают на преобладание энстатита – пироксена с низким содержанием кальция. Общее содержание кальция в NWA 7325 также превышает ожидаемые значения.
Каковы особенности метеоритов, обнаруженных в 2023 году и описанных в недавней статье Университета Миннесоты?
Действительно, в 2023 году были найдены два уникальных метеорита, чьи характеристики снова вызвали дискуссии о возможном меркурианском происхождении. Это Ksar Ghilane 022 (KG 022), найденный в провинции Татауин на юге Туниса, и NWA 15915 из Северо-Западной Африки. Эти два образца очень схожи по составу, что указывает на их происхождение от одного общего родительского тела, и классифицируются как новый тип ахондритов — магнезиальные клинопироксениты, отличающиеся от всех ранее известных групп. Их минеральный состав почти полностью совпадает с предсказаниями для коры Меркурия: они содержат оливин, пироксен, небольшое количество натриевого плагиоклаза и сульфид ольдгамит. При этом изотопный состав кислорода в этих метеоритах оказался близок к обритам. Все эти данные делают Ksar Ghilane 022 и NWA 15915 наиболее многообещающими кандидатами на роль `фрагментов Меркурия`. Важно отметить, что образец Ksar Ghilane 022 был недавно получен в российскую метеоритную коллекцию в рамках обмена.
Если эти метеориты не с Меркурия, то откуда они могли прибыть?
Их характеристики указывают на происхождение от достаточно крупного родительского тела (более 100 км в диаметре), сформировавшегося во внутренней Солнечной системе. Вероятно, это тело было либо разрушено, либо смещено со своей первоначальной орбиты. В заключение можно отметить, что поиск метеоритов меркурианского происхождения продолжается. На данный момент не существует ни одного образца, который бы полностью соответствовал всем известным характеристикам поверхности планеты. Однако даже такого полного совпадения может быть недостаточно; без прямых исследований пород Меркурия, особенно их изотопного состава кислорода и других элементов, надежно подтвердить земное происхождение метеоритов с этой планеты пока невозможно.
Интересный факт: в образцах метеоритов Ksar Ghilane 022 и NWA 15915 обнаружены редкие минералы — добреелит (FeCr2S4) и касуэллсилверит (NaCrS2). Эти минералы обычно встречаются исключительно в метеоритах, хотя в последние годы были сделаны единичные находки и на Земле.
