Молодость породивших шерготтиты марсианских вулканов подтвердили аргон-аргоновым методом
Ученые определили возраст пород в шерготтитах (метеоритах марсианского происхождения) с использованием усовершенствованной методики аргон-аргонового датирования. Результаты ― от 189 до 540 миллионов лет, ― в отличие от полученных ранее, согласуются с датировками, которые были проведены другими радиоизотопными методами, и подтверждают, что шерготтиты происходят из молодых вулканических отложений на поверхности Марса. Отчет об исследовании опубликован в Earth and Planetary Science Letters.
Шерготтитами называют класс метеоритов марсианского происхождения, вещество которых образовано излившимися на поверхность Марса лавами. При ударах крупных астероидов фрагменты этих пород были выброшены в космос, и некоторые из них достигли Земли. Вопрос об их датировке тесно связан с прояснением истории вулканизма Красной планеты. Различные методы радиоизотопного датирования дают для шерготтитов значения возраста от 160 до 475 миллионов лет, и это означает, что столь же молоды и их вулканические источники. Тем не менее возраст кристаллизации пород этих метеоритов долгое время оставался источником споров. Дело в том, что, применяя аргон-аргоновый изотопный хронометр, исследователи получали совсем другие результаты: шерготтиты оказывались на 25 и даже более процентов старше. Еще один метод ― свинец-свинцовый ― стал источником противоречий в датировках шерготтитов, определяя их возраст более чем в четыре миллиарда лет.
Аргон-аргоновый метод, в котором используется соотношение изотопов 39Ar/40Ar, ― это вариант калий-аргонового датирования, разработанный для повышения точности измерений. Аргон-39 в исследуемой пробе получают из стабильного калия-39, облучая ее нейтронами, а затем рассчитывают количество калия-40 (материнского изотопа) в пробе, исходя из постоянства отношения 40K/39K. Этот метод свободен от погрешностей, связанных с измерением калия в гетерогенных образцах, и не требует разделения пробы для измерения количеств калия и аргона, позволяя экономить материал уникальных образцов, таких как метеориты. Кроме того, он показывает, была ли система изотопов в исследуемом минерале открыта, то есть теряла аргон или приобретала его излишек. Однако метод очень чувствителен к поправкам и зависим от выбора образца, а также требует одновременного облучения надежно датированного эталона и точного подбора плотности нейтронного потока ― для минимизации эффекта от побочных реакций.