Один из методов помогает получить новое понимание о тонкой структуре внешних слоев Марса. Используя метеориты, которые были отколоты от красной планеты около 11 млн лет назад и разбросаны в космосе, чтобы впоследствии попасть на Землю, ученые смогли исследовать, как вулканизм формировал кору и мантию Марса. Они делали выводы о наличии силикатных резервуаров, питавших процессы формирования этих структур.

Благодаря этому исследованию у ученых есть возможность получить новую информацию о структуре и эволюции Марса, не прибегая к необходимости отправляться туда. «Марсианские метеориты играют ключевую роль как единственные образцы физического материала с Марса, доступные для изучения», — говорит геолог Джеймс Дэй из Института океанографии Скриппса.

«Эти метеориты дают нам возможность проводить точные и достоверные измерения, что, в свою очередь, позволяет нам более точно понять процессы, происходившие внутри самой планеты Марс и близко к ее поверхности. Изучение состава метеоритов предоставляет нам прямую информацию о химическом составе Марса, что помогает подтвердить научные цели миссий, включая текущие операции марсохода Perseverance».

Исследуемые Дэем и его командой метеориты представлены двумя типами: шассинитами, именованными по месторождению в Шассиньи, Франция, где были обнаружены в 1815 году, и нахлитами, названными по образцу, найденному в Нахле, Египет, в 1905 году. Эти два вида метеоритов также имеют различный химический состав. Нахлит — это базальт, содержащий минеральные включения авгита и оливина, а шассинит почти полностью состоит из оливина. На Земле базальты встречаются в коре планеты, в то время как оливин преобладает в мантии. Марс по своему составу также состоит из своих собственных базальтов и оливина.

После тщательного изучения и сравнения двух видов горных пород и их химических характеристик исследователи пришли к выводу, что эти породы образовались в одном и том же вулкане примерно 1,3 млрд лет назад. Различия в составе пород связаны с процессом фракционной кристаллизации, при котором различные условия приводят к постепенному затвердеванию жидкой магмы до различных конфигураций пород.

Изучение нахлитов и шассинитов позволило исследователям понять, что эти породы происходят из одной вулканической системы на Марсе. Нахлиты, как часть марсианской коры, и шассиниты, часть мантии, предоставили информацию о внутренней структуре планеты. Более того, некоторые из нахлитов оказались достаточно близко к поверхности Марса, чтобы подвергаться воздействию атмосферы и изменяться под ее влиянием.

«Определив, что нахлиты и шассиниты происходят из одной вулканической системы и что они взаимодействовали с марсианской корой, которая была изменена в результате атмосферных взаимодействий, мы можем идентифицировать новый тип горных пород на Марсе», — говорит Дэй.

Два примера горных пород на Марсе позволяют увидеть сходства и отличия вулканической активности на этой планете по сравнению с Землей. Фракционная кристаллизация, образующая различные типы пород, присуща вулканизму как на Марсе, так и на Земле, где сформировались базальтовые породы в коре и оливиновые породы в мантии.

«С другой стороны, резервуары на Марсе чрезвычайно древние, они отделились друг от друга вскоре после образования красной планеты», — говорит Дэй. «На Земле тектоника плит помогла со временем восстановить водоемы. В этом смысле Марс обеспечивает важную связь между тем, как, возможно, выглядела Земля раньше, и тем, как она выглядит сегодня».

Изученные марсоходом Curiosity породы древнего, давно высохшего дна озера на Марсе показали, что миллиарды лет назад там, вероятно, были условия, пригодные для жизни. Там, в камнях кратера Гейла, обнаружили оксид марганца — минерал, который обычно встречается в озерах на Земле из-за сильно окисляющих условий.