Главная страницаНовости публикации

08/02/21

Ярозит в антарктическом керне подтверждает о происхождении окисленных минералов железа на Марсе


Ярозит в антарктическом керне подтверждает о происхождении окисленных минералов железа на Марсе
Глубоко во льдах Антарктиды геологи обнаружили типичный для Марса минерал ярозит. Впервые ученые получили возможность тщательно изучить условия, в которых на Земле образуется этот «инопланетный» минерал. А это, в свою очередь, позволило предположить, как он появился в таких больших количествах на Марсе. По мнению ученых, на Марсе, как и на Земле, ярозит формировался в процессе криогенного кислотного выветривания минеральной пыли, спрессованной в ледяных отложениях. Подробнее на сайте самые интересные новости науки - naked-science.ru.

В 2004 году мёссбауэровский спектрометр, установленный на марсоходе «Оппортьюнити», обнаружил в мелкозернистых слоистых отложениях марсианского плато Меридиана большое количество сульфатов, в том числе первый обнаруженный на Марсе водный минерал — сульфат калия и железа ярозит KFe3(SO4)2(OH)6.

В земных условиях этот минерал янтарно-желтого или коричневого цвета встречается в корах выветривания железистых пород и минералов, в первую очередь сульфидов железа, таких как пирит. Наличие в составе ярозита гидроксильной группы указывает на то, что во время его формирования на Марсе была жидкая вода. Это подтверждают и находки совместно с ярозитом гематита — оксида железа Fe2O3, который на Земле образуется при окислении и выветривании железных руд в присутствии воды.

После того как наличие сульфатов железа, ярозита и гематита было подтверждено и другими марсоходами — «Спиритом» и «Кьюриосити», стало ясно, что на Марсе в период образования этих минералов обстановка была совсем не такая, как сейчас — там преобладали сильно окислительные условия и присутствовала жидкая вода.

Интересно, что вода требуется только для образования ярозита, а для его сохранности необходимы сухие, безводные условия. В присутствии воды он со временем переходит в гётит FeO(OH). Но ярозита на Марсе много. Так много, что марсоход «Спирит» даже увяз в рыхлой массе сульфатов железа и на этом завершил свою миссию. Получается, что там в течение очень длительного периода времени сохранялось весьма специфическое сочетание условий: вода появлялась откуда-то, входила в состав кристаллической решетки минерала, а потом исчезала, и так цикл за циклом.

При этом субстратом для гипергенного ярозита на Марсе служат не богатые железные руды, как на Земле, а базальты, в которых железа не так много. Парадокс образования ярозита из базальтов заключается в том, что взаимодействие кислых растворов зоны окисления с базальтами должно приводить к нейтрализации растворов, что само по себе исключает возможность осаждения из них таких минералов, как ярозит. Поэтому он не мог образоваться на поверхности.

На Земле ярозит образуется в результате низкотемпературного кислотного выветривания железосодержащих минералов в условиях ограниченного количества воды. По аналогии сначала ученые предполагали, что марсианский ярозит возник при взаимодействии между кислыми флюидами и продуктами выветривания базальтов в мелких испарительных бассейнах. Тем более, что мелкозернистые, практически пылевые отложения, в которых присутствует ярозит на Марсе, очень похожи на донные осадки спокойных бассейнов. По альтернативной гипотезе ярозит формировался при геохимическом изменении образующейся при разрушении вулканических пород пыли, осаждающейся на лед, при так называемом криогенном (ледяном) выветривании.

Экспериментальные данные показывают, что скорость выветривания базальтов при низкой температуре повышается. При минус 60°C криоконцентрированные (вымороженные) кислые растворы, богатые серой, в лабораторных условиях быстро преобразуют оливин — железистый минерал, входящий в состав базальта, — в сульфат (P. B. Niles et al., 2017. Elevated olivine weathering rates and sulfate formation at cryogenic temperatures on Mars). Теоретически, в природе такие условия могли сложиться в очень холодных областях, где на глубине сохраняется остаточная вулканическая активность, проявляющаяся в виде сернистых фумарол и гидротермальных источников. Однако подобный процесс в естественной обстановке ни на Земле, ни на других планетах до сих пор никто не наблюдал.

В статье, опубликованной недавно в журнале Nature Communications, ученые из Италии, США, Великобритании и Гонконга впервые сообщают о ярозите, обнаруженном в ассоциации с пылевидными частицами кремнистых пород на глубине более 1000 метров во льдах Восточной Антарктиды.

Скважина глубиной 1620 м, из которой ученые получили керн с ярозитом, была пробурена в рамках проекта TALDICE (TALos Dome Ice CorE) по изучению пространственно-временных закономерностей накопления снега и льда в районе купола Талоса (см. Talos Dome). Возраст льда на глубине 1439 м, где встречены видимые миллиметровые слои вулканического пепла, составляет около 153 тысяч лет. Общий возраст купола Талоса, по оценкам ученых, превышает 250 тысяч лет.

Эоловая пыль во льдах купола представлена в основном местными источниками — частицами долеритово-базальтовых отложений антарктических вулканов. В ледовом разрезе исследователи идентифицировали более 100 горизонтов с вулканической пылью. Это на порядок больше, чем в других районах Восточной Антарктиды.



Комментарии

Чтобы оставить комментарий, необходимо войти или зарегистрироваться
Сейчас на сайте посетителей:2


фыв