Учёные из Отдела исследования и освоения астроматериалов (ARES) NASA в Космическом центре Джонсона (Хьюстон) представили доказательства, меняющие представление о формировании ядер каменистых планет, включая Марс. Согласно исследованию, ключевую роль в этом процессе сыграл расплавленный сульфид, а не металлическое железо. Эксперименты показали, что сульфид железа, подобно противогололёдной соли, снижает температуру плавления пород, позволяя веществу мигрировать к центру планеты без полного расплава её мантии.
Ранее считалось, что образование ядра требует масштабного плавления планетарного тела с последующим разделением веществ по плотности. Однако в условиях, характерных для формирования планет за пределами внутренней Солнечной системы, где высока концентрация серы и кислорода, сера вступает в реакцию с железом, создавая сульфид. Это позволяет ядру формироваться раньше, чем мантия достигает температуры плавления.
Для проверки гипотезы учёные воссоздали условия ранней Солнечной системы в лаборатории экспериментальной петрологии. Используя высокотемпературные эксперименты и рентгеновскую компьютерную томографию (XCT), они отследили движение сульфидных расплавов через твёрдые породы. Доктор Сэм Кроссли из Университета Аризоны, руководивший проектом, заявил: «3D-изображения показали, как сульфид заполняет трещины между минералами, подтверждая возможность перколяции».
Чтобы доказать, что такой механизм работал 4,5 миллиарда лет назад, команда проанализировала состав метеоритов. Новая методика лазерной абляции, разработанная доктором Джейком Сетерой, выявила химические аномалии в богатых кислородом метеоритах, согласующиеся с гипотезой о миграции сульфида. Это подтвердило, что процесс мог происходить в реальных условиях ранних планет.
Открытие объясняет особенности строения Марса, чьё ядро, вероятно, сформировалось раньше, чем у Земли, благодаря высокому содержанию серы. Это также ставит под вопрос точность датировки ядер с помощью изотопов гафния-182 и вольфрама-182, которые ранее считались маркерами времени образования ядра.
Результаты помогут интерпретировать данные будущих миссий к Луне, Марсу и другим объектам, углубляя понимание эволюции планет в разнообразных химических условиях.