Revisiting the oxygen fugacity of martian meteorites: implications for the redox history of the mantle of Mars
Notice bibliographique
Résumé
We provide an updated compilation of oxygen fugacity (fO 2 ) estimates for martian meteorites, with a specific focus on the shergottites. The compilation includes estimates from over 70 distinct lithologies from the martian meteorite suite, calculated from olivine-pyroxene-spinel and Fe-Ti oxide oxybarometers. Olivine-pyroxene-spinel oxybarometry was recalculated from original data sources using an updated model. Results from V- in-olivine and Eu/Gd oxybarometry from the literature are provided for comparison. Oxygen fugacity data are plotted against chondrite-normalized La/Yb ratio to critically examine the correlation between fO 2 and incompatible trace element (ITE) enrichment previously postulated. We find that the correlation holds, when factors including differences in petrogenetic histories, distinctions between shergottite petrologic types, and early vs. late crystallizing assemblages, are taken into consideration. We model the degassing of H, C and S species from primitive martian magmas using the MAGEC model ( Sun and Lee, 2022 ) and successfully reproduce the 2–3 log unit increase recorded within olivine-phyric shergottites between early and late crystallizing assemblages. We find that volatile degassing can account for most of the fO 2 increase in the olivine-phyric shergottites, without requiring extensive auto-oxidation, as long as their fO 2 remains at or below a value equivalent to the fayalite-magnetite-quartz (FMQ) equilibrium throughout their crystallization. With these considerations in mind, we propose a martian mantle redox-ITE trend defined by shergottite sources: a depleted source (La/Yb ∼ 0.1) with fO 2 = FMQ-4 ± 0.7, an intermediate source (La/Yb ∼ 0.5) at fO 2 = FMQ-3 ± 0.75 and an enriched source (Lab/Yb ∼ 1) at fO 2 = FMQ-2 ± 0.75. The depleted/reduced source is likely graphite saturated. Comparisons with compilations of f O 2 from basaltic eruptives on Earth highlight fundamental differences between the two planets ultimately attributable to differences in degree of mantle convective mixing throughout their histories: terrestrial mantle sources produce basaltic eruptives with a relatively limited range of f O 2 , within ±1 log unit of FMQ; any degassing from these magmas results in reduction, not oxidation. The mantle sources of the shergottites – while represented by a similarly limited range of f O 2 , ∼FMQ-4 to FMQ-2 – produce basaltic eruptives with a range of low initial (magmatic) f O 2 ; the more reduced nature of these magmas make them more susceptible to overprinting by degassing of H-C-S species during eruption and emplacement. Whether the mantle sources inferred from the shergottites apply to other martian meteorites (or other martian igneous rocks) remains to be tested; however, post-magma ocean crystallization processes would have acted to oxidize and overprint initial mantle sources defined by the shergottite f O 2 -ITE trend.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».