Door naar een oude Mars-meteoriet te kijken die in de Sahara-woestijn landde, Wetenschappers en medewerkers van Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hebben bepaald hoe en wanneer de topografische en geofysische scheidingslijn van de rode planeet is gevormd.

Noordwest-Afrika (NWA) 7034 is de oudste Martiaanse meteoriet die tot nu toe is ontdekt, op ongeveer 4,4 miljard jaar oud. De meteoriet is een breccia (het bevat een verscheidenheid aan verschillende aardkorststenen die met elkaar zijn gemengd en vervolgens door verhitting zijn gesinterd) en is het enige monster van Mars met een samenstelling die representatief is voor de gemiddelde Marskorst. De meteoriet bood de onderzoekers een unieke kans om de oude korst op Mars te bestuderen.

Het team paste een aantal radio-isotopische dateringstechnieken toe om te bepalen dat de kloof (of tweedeling) tussen de zwaar bekraterde zuidelijke hooglanden van de planeet en de gladdere vlaktes van de noordelijke laaglanden gevormd voorafgaand aan de vorming van NWA 7034 op 4,4 miljard jaar geleden. Deze oude leeftijd komt overeen met een gigantische impactoorsprong voor de tweedeling van de aardkorst. Het onderzoek verschijnt in de 23 mei-editie van het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang .

"Als de tweedeling van de aardkorst op Mars is ontstaan ​​als gevolg van een gigantische inslag, en beschikbare gegevens en modellering suggereren dat dit waarschijnlijk is, de geschiedenis van NWA 7034 vereist dat het heel vroeg in de geschiedenis van de planeet is gevormd, vóór 4,4 miljard jaar geleden, " zei LLNL-kosmochemicus Bill Cassata, hoofdauteur van het artikel.

De tweedeling is een scherp contrast tussen het zuidelijk halfrond en het noorden. De geografie van de twee hemisferen verschilt in hoogte met 1 tot 3 kilometer (km). De gemiddelde dikte van de Marskorst is 45 km, met 32 ​​km in de noordelijke laaglanden en 58 km in de zuidelijke hooglanden. De noordelijke laaglanden beslaan ongeveer een derde van het oppervlak van Mars en zijn relatief vlak. De andere tweederde van het oppervlak van Mars zijn de hooglanden van het zuidelijk halfrond. Het hoogteverschil tussen de hemisferen is dramatisch (de hooglanden zijn erg bergachtig en vulkanisch). Er zijn drie belangrijke hypothesen voorgesteld voor de oorsprong van de korstdichotomie:endogeen (door mantelprocessen), enkele impact of meerdere impacts.

Het team ging op zoek om te bepalen wanneer en hoe de tweedeling van de aardkorst werd gevormd.

Op basis van nieuwe radio-isotopische metingen en in combinatie met andere gepubliceerde gegevens, het team stelde vast dat alle rotsen die uiteindelijk in de NWA 7034 breccia werden opgenomen, ongeveer 4,4 miljard jaar geleden werden geplaatst in het "bronterrein" (het brongebied van de aardkorst waarvan de verschillende breccia-componenten zijn afgeleid). De resultaten laten zien dat dit terrein van ~ 1,7 tot 1,3 miljard jaar geleden onderhevig was aan een langdurig metamorfisme in verband met een groot vulkanisch centrum met pluimen. De oppervlakte van grote, vulkanische centra met pluimen op Mars zijn duizenden vierkante kilometers groot, en het bronterrein was waarschijnlijk vergelijkbaar in grootte. Eindelijk, ze toonden aan dat de rots ~ 200 miljoen jaar geleden of recenter was samengebracht. Samen bekeken, de gegevens van NWA 7034 toonden aan dat grote vulkanische terreinen binnen een paar kilometer van het oppervlak van Mars hebben overleefd sinds> 4400 miljoen jaar geleden. Dit geeft aan dat de tweedeling gevormd vóór 4,4 miljard jaar geleden, omdat rotsen aan de oppervlakte zouden zijn begraven of vernietigd door de tweedelingvormende gebeurtenis.

"Deze multidisciplinaire studie, het combineren van zowel traditionele als innovatieve geochemische technieken heeft ons een aantal opwindende nieuwe inzichten opgeleverd in de timing van belangrijke processen die de jonge Mars hebben gevormd, " zei Caroline Smit, hoofd Collecties Aardwetenschappen, hoofdconservator meteorieten in het Natural History Museum en een andere auteur op het papier.

De resultaten van dit team hebben belangrijke implicaties voor ons begrip van wanneer en hoe een van de oudste, en meest onderscheidende, globale geologische kenmerken op Mars werden gevormd.

"Deze studie toont aan dat meerdere radio-isotopische dateringssystemen die opnieuw worden ingesteld door verschillende metamorfe processen, kunnen worden gebruikt om de thermische geschiedenis van een monster over miljarden jaren te achterhalen, ' zei Cassata.