В Метеоритную коллекцию РАН поступили камни-кандидаты в метеориты Меркурия

Метеоритов с Меркурия до последнего времени на Земле не находили. Но есть претенденты. Это два образца внеземного вещества, найденные несколько лет назад на юге Туниса и в северо-западной части пустыни Сахара. Американские ученые из Университета Миннесоты изучили метеориты NWA 15915 и KG 022 и написали научную статью о них в журнал Icarus.

Но и это еще не все, – частицы метеоритов поступили не так давно в Метеоритную коллекцию Института геохимии и аналитической химии им. В.И Вернадского РАН (ГЕОХИ) в рамках обмена. Сотрудник лаборатории метеоритики и космохимии ГЕОХИ РАН Константин Рязанцев поведал обозревателю «МК», российскую версию о происхождении изученных образцов.

– Константин, расскажите, почему же на Земле до сих пор не было найдено ни одного «меркурианца»?

- Вопрос о метеоритах с Меркурия давно интересует учёных, ведь уже обнаружено несколько сотен образцов лунных и марсианских метеоритов. Принадлежность этих метеоритов определена с высокой надёжностью, – лунные похожи на привезённый лунный грунт, а у марсианских состав благородных газов совпадает с тем, что измерено в атмосфере Марса. Меркурий же нас не баловал своими метеоритами, это точно. С одной стороны, это небольшая планета со слабой гравитацией, и при падении крупного астероида вполне возможен выброс в космос камней с ее поверхности. Однако дело осложняется близостью Солнца, и выбитые обломки, чтобы им удалось долететь до Земли, должны вылететь с большой скоростью и по определённой траектории, чтобы сильная гравитация Солнца их не притянула к себе.

– То есть теоретически это возможно?

– Теоретические расчёты показывают что такое возможно, хоть и более сложно, чем, например, в случае с Марсом. Поэтому поиски возможных кандидатов на меркурианские метеориты идут давно.

Дело осложняется тем, что информации о Меркурии у нас не так много. Чтобы найти метеорит с Меркурия надо знать свойства самого Меркурия. А пока что было всего две миссии к этой планете – MARINER (1974-1975) и MESSENGER (2011-2015). Для сравнения, – к Марсу совершено более 50. При этом на Меркурии пока что не было посадочных миссий, которые сделали бы прямые исследования вещества на планете. Миссия MESSENGER провела лишь дистанционное зондирование поверхности планеты и выявила некоторые особенности состава, на которые мы можем опираться.

– Какие же данные получили тогда ученые?

– Было установлено, что горные породы на поверхности Меркурия крайне бедны железом, и это необычно, так как планета имеет очень большое железное ядро (это определяется по средней плотности планеты). На поверхности из минералов преобладают натриевый плагиоклаз, безжелезистые пироксен и оливин, а также установлено наличие редкого минерала – сульфида кальция (CaS), или ольдгамита. Отсутствие железа и наличие ольдгамита говорит о том, что железо и сера не связаны с кислородом.

Когда были получены эти характеристики поверхности Меркурия, учёные начали подбирать возможные кандидаты среди метеоритов. Первыми на роль «меркурианских» были предложены две редких группы аходритов – обриты и ангриты.

– Можете пояснить, что это за метеориты, из каких компонентов состоят?

– Ахондриты – это каменные метеориты с магматическими структурами, можно сказать, – застывшие лавы и магмы с других планет и астероидов. Обриты и ангриты выделяются малым содержанием железа и похожим на Меркурий минеральным составом. Обриты имеют белый цвет и состоят преимущественно из энстатита (безжелезистого пироксене). Белый цвет как раз обусловлен отсутствием железа, которое окрашивает пироксен в зелёный и тёмно-зеленый цвет. Также обриты содержат редкий минерал ольдгамит. Все это очень похоже на признаки Меркурия! Однако при детальном рассмотрении у обритов и ангритов есть свои отличия от предполагаемых меркурианских пород. В обритах мало минерала плагиоклаза, а ангриты более железистые чем нужно. Также отличие имеют и спектры отражения вещества этих метеоритов. Поэтому в настоящее время они не рассматриваются как возможные кандидаты, хотя есть гипотеза, что обриты могут происходить из глубинных слоёв Меркурия.

– А где были найдены самые похожие на меркурианские метеориты образцы?

– Одной из самых обсуждаемых находок предыдущего десятилетия стал метеорит NWA 7325, найденный в Марокко в 2012 году. Этот метеорит оказался аномальным ахондритом, состоящим из хромистого диопсида (пироксен), плагиоклаза и оливина. Железо в этих минералах практически отсутствовало. NWA 7325 содержит много плагиоклаза, что выгодно отличает его от описанных выше обритов. Однако и этот метеорит не стал полным аналогом предполагаемых меркурианских пород, пироксен в NWA 7325 – это диопсид, богатый кальцием, а на поверхности Меркурия по спектрам преобладает энстатит – безкальциевый пироксен. Также общее содержание кальция в NWA 7325 больше, чем должно бы быть

– А что касается метеоритов, найденных в 2023 году, о которых идет речь в последней статье ученых из Университета Миннесоты?

– Да, действительно, совсем недавно, в 2023 году, были обнаружены сразу два необычных метеорита, чьи свойства вновь заставили говорить о возможном меркурианском происхождении. Первый из них – Ksar Ghilane 022 (KG 022), найденный на юге Туниса, в провинции Татауин под одноименным названием. Второй – NWA 15915 – из Северо-Западной Африки. Оба метеорита по составу очень близки друг к другу и, вероятно, произошли от одного родительского тела и представляют новый тип ахондритов. Их классифицируют как магнезиальные клинопироксениты, отличные от всех известных групп ахондритов. Минеральный состав этих метеоритов почти совпадает с прогнозом для коры Меркурия: в них присутствуют оливин и пироксен, немного натриевого плагиоклаза и сульфид ольдгамит.

Изотопный состав кислорода этих метеоритов оказался близок к составу обритов. Все эти факты делают сейчас Ksar Ghilane 022 и NWA 15915 самыми перспективными кандидатами на роль «осколков Меркурия». Кстати, мы смогли получить в российскую коллекцию метеоритов по обмену Ksar Ghilane 022.

Однако и у этих образцов нашлись противоречивые признаки, не позволяющие однозначно объявить их меркурианскими. Во-первых, в Ksar Ghilane 022 и NWA 15915 очень мало плагиоклаза, а ведь согласно данным MESSENGER, верхняя кора Меркурия богата плагиоклазом (приблизительно до 37%). Во-вторых, определённый возраст этих метеоритов составляет около 4,528 миллиарда лет. Это крайне древние породы – значительно старше самых старых известных поверхностных участков Меркурия, которым по оценкам кратерового возраста примерно 4 миллиарда лет).

– Откуда могут быть эти метеориты, если не с Меркурия?

– Судя по свойствам, они должны происходить с достаточно крупного (более 100 км) родительского тела, сформировавшегося во внутренней части Солнечной Системы. Возможно, что само тело было разрушено или смещено со своей орбиты.

Подводя итог, можно сказать, что поиски «меркурианских» метеоритов продолжаются. Пока нет метеорита, который полностью бы отвечал всем свойствам поверхности планеты. Однако и этого может быть недостаточно, и пока не будет прямых исследований пород Меркурия, в особенности изотопного состава кислорода и других элементов, вряд ли возможно надёжно установить метеориты, которые прибыли на Землю с этой планеты.

Справка «МК». В метеоритах Ksar Ghilane 022 и NWA 15915 описаны редкие минералы добреелит (daubreelite) FeCr2S4 и касуэллсилверит (caswellsilverite) NaCrS2, которые в основном встречаются только в метеоритах, но в последние несколько лет были сделаны первые находки и на Земле.