Марс вновь уличили в крупном столкновении

Помимо наблюдений космических аппаратов, которые позволили составить самую подробную карту его поверхности, исследование геохимии Марса опирается также на метеориты. Подобные небесные тела встречаются на Земле чрезвычайно редко, и тем не менее несколько лет назад они позволили обнаружить в составе мантии планеты большое количество высокосидерофильных элементов: платины, осмия, молибдена, иридия, палладия, родия, рутения, рения и золота. Известно, что эти переходные металлы участвуют в образовании планетных ядер. После обособления мантии и сердцевины Марса они должны были осесть под действием силы тяжести. Однако доля таких элементов у поверхности значительно выше расчетной.

Согласно анализу марсианских метеоритов, порядка 0,8 процента массы Красной планеты приходится на высокосидерофильные элементы. Это сопоставимо с показателем Земли, необычный химический состав которой объясняется, в частности, столкновением с гипотетической планетой — Тейей, — которое могло привести к возникновению Луны. По аналогии, сотрудники Токийского технологического института и Колорадского университета в Боулдере предположили, что схожим опытом может обладать Марс. Для проверки своей гипотезы авторы новой работы провели компьютерное моделирование, в которое включили планетезимали (составные частицы будущих планет) диаметром 1–2000 километров.

Количество малых и крупных частиц исследователи вывели из данных о поясе астероидов между Марсом и Юпитером. За точку отсчета принималось столкновение с Тейей. Таким образом, команда могла проследить, как менялся состав Красной планеты, Земли и Луны с учетом заданных условий. Результаты показали, что для выявленного уровня переходных металлов Марс, помимо небольших, должен был 4,43 миллиарда лет назад пережить по меньшей мере одно значительное столкновение. Размер второго небесного тела при этом мог достигать 1200 километров. При условии, что расчеты верны, катастрофа оставила на планете следы — например, они могут проявляться в рельефе северного полушария.

В отличие от южного полушария, северная часть Марса моложе и включает в себя равнины. Кроме того, столкновение привело бы к отделению обломков, которые могли войти в состав спутников — Деймоса и Фобоса. С другой стороны, отсутствие кратеров на северном полушарии объясняет и действие океана, существовавшего в амазонийскую эру (2,5–1 миллиард лет назад). Для проверки второго допущения потребуются новые исследования состава марсианских лун. Стоит отметить, гипотеза о столкновении Красной планеты с астероидом восходит 1970-м годам. В феврале 2015 года моделирование швейцарских ученых также ее подтвердило, хотя размеры объекта в их случае оказались больше — около 4000 километров.

Подробности работы представлены в журнале Geophysical Research Letters.

В 2016 году исследователи показали, что бомбардировка Марса астероидами 4 миллиарда лет назад могла способствовать возникновению жизни.