Разрешить противоречия в датировках шерготтитов, возникающие при использовании аргон-аргонового метода, попытались Бенджамин Коэн (Benjamin E. Cohen) из Исследовательского центра шотландских университетов по делам окружающей среды совместно с американскими и британскими коллегами. Ученые исследовали пробы минералов из семи шерготтитов (от 11 до 60 проб с одного метеорита) с помощью усовершенствованной методики измерений и обработки данных. Она позволила добиться повышения точности поправок, необходимых для того, чтобы вычесть примеси атмосферного аргона-40.

Во-первых, исследователи уточнили поправки на содержание космогенного аргона, влияющие на учет атмосферных примесей. Для этого содержание изотопов ³⁶Ar и ³⁸Ar, образующихся под воздействием космических лучей в определенном соотношении, измеряли поэтапно, начиная с необлученных проб, так как при нейтронном облучении эти изотопы также образуются. Затем для каждого метеорита построили свой график изотопных корреляций ⁴⁰Ar и ³⁶Ar, соотношение которых в земной и марсианской атмосферах различно. Так ученые установили, сколько аргона захватил каждый из них из атмосферы Марса, будучи выбитым с поверхности, и сколько принял с тех пор, как оказался на Земле. Наконец, анализу подвергали не один, а несколько минералов метеоритной породы. Это увеличило разброс данных на графиках изотопных корреляций и дало возможность получить максимум статистически значимых точек для построения изохрон.

Такой подход, при котором все поправки, позволяющие выделить «чистый» радиогенный аргон-40, рассчитывались индивидуально для каждого метеорита, принес положительные результаты. Ученым удалось построить изохроны, увязывающие соотношения изотопов ³⁶Ar/⁴⁰Ar (атмосферный захват) и ³⁹Ar/⁴⁰Ar (изотопный возраст) для шести метеоритов (один содержит переменную смесь земного и марсианского атмосферного аргона, и применить к нему уточненную методику не удалось). У четырех шерготтитов «атмосферное» соотношение оказалось очень близко к марсианскому, и они действительно попали на Землю относительно недавно. У двух, находящихся на Земле, видимо, более 60 тысяч лет, земной воздух проник в структуру минералов и теперь доминирует над любым марсианским атмосферным сигналом. Но в обоих случаях графики дали возможность установить изохронные возрасты: от 161 ± 9 до 540 ± 63 миллиона лет. Эти результаты оказались очень близки к полученным ранее другими методами.

Поправки на космогенный аргон показали, что астероидные удары выбили шерготтиты с Марса в разное время, и скорее всего, эти события произошли в разных точках планеты. Ударные условия при этом были неодинаковы. Но переплавлению, высвобождающему аргон и обнуляющему радиоизотопные часы, шерготтиты не подверглись, а лишь испытали ударный разогрев ― в одном случае примерно до 800 градусов. Это могло бы вызвать потерю аргона и «омолодить» породу при долгом остывании. Однако оно длилось лишь несколько часов, и потери даже в единственном экстремальном случае не превысили 18 процентов. Что касается огромного расхождения с результатами датировок по свинцу, Коэн и его коллеги склоняются к мнению, что последние указывают не на возраст кристаллизации породы, а на изотопное фракционирование, происходившее при дифференциации древней марсианской мантии. Уточнение же аргоновых датировок подтверждает, что шерготтиты происходят из самых молодых вулканических регионов Марса, таких как Фарсида с горой Олимп, Элизий или Амазония, где слой реголита тонок, что способствовало выбросу пород при ударах.

Источник: N+1

Оригинальная статья: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X23003862