Марсианский метеорит из Сахары сформировался не менее 4,1 миллиарда лет назад

Розоватый камень, подобранный пустынными старателями в Сахаре, оказался фрагментом Марса, сформировавшимся более четырёх миллиардов лет назад, когда планета была ещё достаточно молодой, чтобы в её породах циркулировала вода. Метеорит, получивший название Тегхаза 001 (Teghaza 001), представляет собой единый, нетронутый кусок древней марсианской коры, и его химический состав не соответствует ни одному из изученных ранее марсианских камней.

Это делает его чем-то вроде полевой экспедиции. Каждый марсоход исследовал лишь горстку мест посадки, а почти все марсианские метеориты на Земле происходят из молодых вулканических пород. Тегхаза 001, напротив, по-видимому, происходит из кратерированных южных высокогорий — древнейшего террейна планеты, региона, которого не касался ни один посадочный аппарат.

«Это действительно наш первый образец марсианской коры из части Марса, откуда у нас никогда не было образцов», — говорит Ли Сапер (Lee Saper), второй автор исследования, выполнивший работу в качестве постдокторанта в Лаборатории реактивного движения НАСА (NASA’s Jet Propulsion Laboratory) и ныне работающий учёным в Исследовательском центре НАСА имени Эймса (NASA’s Ames Research Center). Ведущий автор, Ян Лю (Yang Liu) из JPL, говорит, что один из рецензентов статьи назвал этот камень «Розеттским камнем для Марса».

Результаты, опубликованные в журнале Science командой из JPL, Калифорнийского технологического института (Caltech), Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), Университета Нью-Мексико и Университета Мэна, описывают Тегхаза 001 как медленно остывшую магматическую породу — габбро-диорит, кристаллизовавшуюся из магмы глубоко в коре. Её минеральный состав, текстура и химия отличают её от примерно 435 известных метеоритов с Марса.

Как крупинка циркона датировала кусок Марса

Поначалу камень не выглядел особенным. Исследователи из Института метеоритики Университета Нью-Мексико подтвердили его марсианское происхождение по изотопам кислорода — химическому «отпечатку», который различает материал разных планетных тел. Он выглядел как шерготтит — самый распространённый класс марсианских метеоритов. Карл Эйджи (Carl Agee), директор института, заметил, что его значения кислорода напоминают таковые у NWA 7034 — знаменитого марсианского метеорита по прозвищу «Чёрная красавица» (Black Beauty), — а некоторые участки были богаты оксидом марганца.

Ян Лю едва не отказалась от образца. Когда она всё же взглянула, то обнаружила странные текстуры и кое-что, изменившее ход проекта: циркон — прочный минерал, который при кристаллизации запирает в себе уран и свинец. Поскольку уран распадается до свинца с известной скоростью, циркон работает как природные часы. Измерения циркона, проведённые командой, дали возраст около 4,11 миллиарда лет с погрешностью всего около 13 миллионов лет.

Вторые, независимые часы предоставил Калтех. Лаборатория Франсуа Тиссо (François Tissot) совместно с Алисией Крус-Урибе (Alicia Cruz-Uribe) из Университета Мэна использовала лазерный луч толщиной примерно в одну шестую человеческого волоса, чтобы просверлить крошечные отверстия в зёрнах полевого шпата и измерить содержание рубидия и стронция непосредственно внутри масс-спектрометра. Каждое лазерное пятно занимает меньше минуты, а для анализа использовался фрагмент меньше ногтя, так что остальная часть редкого камня сохранилась для будущих работ. Этот метод дал около 4,24 миллиарда лет с более широкой погрешностью примерно в 200 миллионов лет, что перекрывается с результатом по циркону.

«Думаю, мы буквально прыгали от радости; устроили настоящую танцевальную вечеринку в лаборатории», — сказала Крус-Урибе о моменте, когда пришли первые результаты.

Только два других марсианских камня близки по возрасту

Большинство марсианских метеоритов геологически молоды — обычно им несколько сотен миллионов лет, что означает, что они описывают планету, которая уже была холодной и сухой. Только два других старше четырёх миллиардов лет. ALH84001, найденный в Антарктиде в 1980-х годах, примерно того же возраста, но состоит почти целиком из одного минерала, что ограничивает его информативность. «Чёрная красавица» содержит фрагменты схожего возраста, но они перемешаны в брекчии — породе, собранной из обломков и переработанной теплом и ударами в течение более миллиарда лет.

«Тегхаза 001 — это просто один неизменный тип породы, и ему 4,1 миллиарда лет или больше, так что это стало большим сюрпризом», — говорит Эйджи в заявлении Университета Нью-Мексико.

Для понимания масштаба: самому Марсу около 4,5 миллиарда лет, так что этот камень датируется его первыми несколькими сотнями миллионов лет. Лю отмечает, что камень старше древнейших нетронутых пород на Земле, где тектоника плит погребла и переработала почти всю первоначальную кору планеты. Марс утратил такой геологический круговорот давным-давно, поэтому его ранняя история сохранилась в таких фрагментах, как этот.

Чтобы выяснить, откуда мог взяться камень, команда сравнила его минералогию и химию с орбитальными данными с Mars Reconnaissance Orbiter НАСА. Они определили 13 мест с совпадающей сигнатурой, большинство из которых находятся в древних южных высокогорьях.

Вода и уже улетучивающаяся атмосфера

Камень также фиксирует контакт с водой. Некоторые его минералы были изменены, а изотопы кислорода показывают, что он реагировал с флюидами, обогащёнными тяжёлым кислородом, прежде чем удар выбил его с планеты. Сопутствующая статья Сапера, Лю и коллег в Science Advances измерила воду и изотопы водорода в его фосфатных минералах. Тяжёлый водород, дейтерий, накапливается, когда планета теряет лёгкий водород в космосе. Команда обнаружила, что марсианский водный резервуар в то время уже имел по меньшей мере примерно вдвое большее соотношение дейтерия к водороду, чем земная морская вода.

Простыми словами: Марс уже терял свою атмосферу и воду в космос более четырёх миллиардов лет назад. «Он фиксирует взаимодействие воды и горных пород и, возможно, даже отпечаток марсианской атмосферы в тот момент, когда она теряла воду», — говорит Сапер.

Камень также помогает ответить на более глубокий вопрос. Его химический состав указывает на мантийный источник, непохожий на тот, что питал обычные шерготтиты, что предполагает, что недра Марса были более разнообразны, чем предполагала его коллекция метеоритов.

Что камень пока не может нам рассказать

Никто не знает точно, откуда взялась Тегхаза 001. 13 кандидатных участков — это совпадения по минеральной сигнатуре, а не подтверждённый ударный кратер, и у метеорита нет «адреса». «Марс — сложная планета, и этот метеорит действительно крутой, но мы не знаем точно, откуда он взялся, так что это ещё один пример того, почему нам нужно доставить образцы», — говорит Аня Удри (Anya Udry), планетолог из Университета Невады в Лас-Вегасе, не участвовавшая в исследовании.

Возраст является минимальным. Уран-свинцовые, свинец-свинцовые и рубидий-стронциевые часы согласуются, но команда говорит, что все они могли быть обнулены событием нагрева около 4,1 миллиарда лет назад. В этом случае камень первоначально кристаллизовался ещё раньше.

Земля также оставила свой след. Метеорит пролежал в Сахаре, прежде чем его нашли, и НАСА отмечает, что часть мелкозернистого карбоната, сульфата и глины в камне образовалась на Земле. Отделение пустынного выветривания от древнего марсианского изменения является частью анализа, а богатые марганцем участки, замеченные Эйджи, — это ключ к прошлым условиям среды, а не свидетельство жизни. Это также всего один камень. Один образец может открыть окно, но не может составить карту планеты.

Часто задаваемые вопросы о Тегхаза 001

Каков возраст метеорита Тегхаза 001?

Кристаллы циркона внутри него дают возраст около 4,11 миллиарда лет, а отдельное рубидий-стронциевое измерение согласуется с ним в пределах погрешности. Поскольку более позднее событие нагрева могло обнулить эти часы, порода сформировалась по меньшей мере 4,1 миллиарда лет назад и, возможно, раньше.

Как учёные узнают, что метеорит с Марса?

Они измеряют его изотопы кислорода, которые различаются у разных планетных тел, и сравнивают его минералы и химический состав с данными марсианских миссий. Газ, захваченный в некоторых марсианских метеоритах, даже совпадает с атмосферой, измеренной посадочными аппаратами НАСА «Викинг» (Viking).

Является ли Тегхаза 001 древнейшим марсианским метеоритом?

Это один из всего трёх марсианских метеоритов старше четырёх миллиардов лет, наряду с ALH84001 и «Чёрной красавицей». ALH84001 близок по возрасту, но состоит почти из одного минерала, а «Чёрная красавица» представляет собой смесь фрагментов, так что Тегхаза 001 — самый чистый нетронутый образец ранней коры из найденных на сегодняшний день.

Свидетельствует ли Тегхаза 001 о жизни на Марсе?

Нет. Он показывает, что вода изменяла породы в древней коре и что Марс уже терял водород в космос. Это те условия, которые учёные изучают, задаваясь вопросом, возможна ли была жизнь, но камень не содержит никаких свидетельств жизни.

Что дальше

Метеорит был найден в 2022 году и назван в честь соляной равнины Тегхаза в Мали. Его самый крупный фрагмент, 442 грамма, принадлежит Музею минералов и самоцветов штата Мэн (Maine Mineral & Gem Museum) в Бетеле, который предоставил ещё один фрагмент для продолжения работы в Калтехе и Университете Мэна. Исследование возраста было опубликовано в Science 29 октября 2026 года, после исследования воды в Science Advances в июне. Лю говорит, что её команда «лишь поскребла поверхность», и 13 кандидатных участков дают будущим орбитальным и посадочным аппаратам короткий список мест, где остальная часть этой древней коры, возможно, всё ещё ждёт.

Ссылка: Liu et al., «A Martian meteorite that formed ≳4.1 billion years ago samples Mars’ early crust and mantle,» Science, 2026. DOI: 10.1126/science.adz5646

Теги: астрономия, nasa, Mars, вода на Марсе, Teghaza 001, марсианские метеориты