Forskere afslører rester af det tidlige solsystem (Opdatering)

Forskere mener, at solsystemet blev dannet for omkring 4,6 milliarder år siden, da en sky af gas og støv kollapsede under tyngdekraften, muligvis udløst af en katastrofal eksplosion fra en nærliggende massiv stjerne eller supernova. Da denne sky kollapsede, den dannede en roterende skive med solen i midten.

Siden da har videnskabsmænd været i stand til at fastslå dannelsen af ​​solsystemet stykke for stykke. Nu, ny forskning har gjort det muligt for forskere fra University of New Mexico, Arizona State University og NASA's Johnson Space Center for at tilføje endnu en brik til det puslespil med opdagelsen af ​​den ældste nogensinde daterede magmatiske meteorit.

Forskningen, med titlen "Silica-rig vulkanisme i det tidlige solsystem dateret til 4.565 Ga, " blev offentliggjort i dag i Naturkommunikation . Denne forskning giver direkte beviser for, at kemisk udviklede silica-rige skorpesten blev dannet på planetesimaler inden for de første 10 millioner år forud for samlingen af ​​de terrestriske planeter og hjælper videnskabsmænd med yderligere at forstå kompleksiteten af ​​planetdannelse.

"Alder på denne meteorit er den ældste, magmatisk meteorit nogensinde registreret, " sagde professor og direktør for UNM Institute of Meteoritics Carl Agee. "Det er ikke kun en ekstremt usædvanlig stentype, det fortæller os, at ikke alle asteroider ser ens ud. Nogle af dem ligner næsten jordskorpen, fordi de er så lyse og fulde af SiO2. Disse eksisterer ikke kun, men det skete under en af ​​de allerførste vulkanske begivenheder, der fandt sted i solsystemet."

Forskningen begyndte at udfolde sig på UNM, da kandidatstuderende og hovedforfatter Poorna Srinivasan, spurgte Agee om ideer til hendes ph.d. afhandling. Agee havde en endnu ikke undersøgt skorpesten, som blev fundet i en klit i Mauretanien af ​​en nomade, som han modtog fra en meteorithandler. Stenen var lysere i farven end de fleste meteoritter og var snøret med grønne krystaller, hulrum og omgivet af slukningssmelte. Han gav prøven til Srinivasan, som begyndte at studere klippens mineralogi, Nordvestafrika (NWA) 11119.

Ved hjælp af en elektronmikroprobe og en CT (computertomografi) scanning på UNM og NASAs Johnson Space Center-faciliteter, Srinivasan begyndte at undersøge klippens sammensætning og mineralogi. Srinivasan begyndte at notere finurlighederne ved NWA 11119 og noterede sig den usædvanlige lysegrønne fusionsskorpe, silica mineralrig achondritmeteorit, der indeholder information, der væsentligt udvider videnskabelig viden, der involverer række vulkanske stensammensætninger inden for de første 3,5 millioner år efter solsystemets oprettelse.

"Minerogien af ​​denne sten er en meget, meget anderledes end alt, hvad vi har arbejdet på før, " sagde Srinivasan. "Jeg undersøgte mineralogien for at forstå alle de faser, der udgør meteoritten. En af de vigtigste ting, vi først så, var de store silica -krystaller af tridymit, der ligner mineralkvarts. Da vi udførte yderligere billedanalyser for at kvantificere tridymit, vi fandt ud af, at den tilstedeværende mængde var svimlende 30 procent af den samlede meteorit – denne mængde er uhørt i meteoritter og findes kun på disse niveauer i visse vulkanske sten fra Jorden."

En del af Srinivasans forskning involverede også at forsøge at finde ud af gennem kemiske og isotopiske analyser, hvilken krop meteoritten kunne komme fra. Ved hjælp af oxygenisotoper udført i samarbejde med Dr. Karen Ziegler i UNM's Center for Stable Isotope (CSI) lab, hun var i stand til at fastslå, at det bestemt var udenjordisk.

"Baseret på iltisotoper, vi ved det er fra en udenjordisk kilde et sted i solsystemet, men vi kan faktisk ikke identificere det for et kendt legeme, der er blevet set med et teleskop, " sagde Srinivasan. "Men, gennem de målte isotopiske værdier, vi var muligvis i stand til at forbinde det med to andre usædvanlige meteoritter (Nordvestafrika 7235 og Almahata Sitta), hvilket tyder på, at de alle er fra samme moderlegeme - måske en stor, geologisk kompleks krop, der blev dannet i det tidlige solsystem."

En mulighed er, at denne moderkrop blev forstyrret gennem en kollision med en anden asteroide eller planetesimal, og nogle af dens udskudte fragmenter nåede til sidst Jordens bane, falder gennem atmosfæren og ender som meteoritter på jorden - i tilfældet med NWA 11119, faldt i Mauretanien på et endnu ukendt tidspunkt tidligere.

"Oxygenisotoperne i NWA11119, NWA 7235, og Almahata Sitta er alle identiske, men denne sten - NWA 11119 - skiller sig ud som noget helt andet end nogen af ​​de over 40, 000 meteoritter, der er blevet fundet på Jorden, " sagde Srinivasan.

Yderligere, forskning ved hjælp af en induktivt koblet plasmamassespektrometri blev udført i Isotope Cosmochemistry and Geochronology Laboratory (ICGL) ved Center for Meteorite Studies ved Arizona State University for at bestemme meteorittens præcise dannelsesalder. Forskningen bekræftede, at NWA 11119 er den ældste magmatiske meteorit nogensinde registreret på 4,565 milliarder år.

"Formålet med denne forskning var at forstå oprindelsen og dannelsestiden for en usædvanlig silica-rig magmatisk meteorit, " siger medforfatter og direktør for ASU's Center for Meteoritstudier, Meenakshi Wadhwa. "De fleste andre kendte magmatiske asteroide meteoritter har 'basaltiske' sammensætninger, der har meget lavere mængder af silica - så vi ønskede at forstå, hvordan og hvornår denne unikke silica-rige meteorit blev dannet i skorpen af ​​et asteroidelegeme i det tidlige solsystem."

De fleste meteoritter dannes ved sammenstød mellem asteroider, der kredser om solen i et område kaldet asteroidebæltet. Asteroider er resterne fra dannelsen af ​​solsystemets formation for omkring 4,6 milliarder år siden. Den kemiske sammensætning rækker af gamle magmatiske meteoritter, eller achondrit, er nøglen til at forstå mangfoldigheden og den geokemiske udvikling af planetariske byggesten. Akkondritmeteoritter registrerer de første episoder af vulkanisme og skorpedannelse, hvoraf størstedelen er basaltiske.

"Den undersøgte meteorit er ulig nogen anden kendt meteorit, "siger medforfatter og ASU School of Earth and Space Exploration-kandidatstuderende Daniel Dunlap." Den har den højeste mængde silica og den ældste alder (4,565 milliarder år gammel) af enhver kendt magatisk meteorit. Meteoritter som denne var forløberne for planetdannelse og repræsenterer et kritisk skridt i udviklingen af ​​stenede kroppe i vores solsystem."

"Denne forskning er nøglen til, hvordan planeternes byggesten blev dannet tidligt i solsystemet, " sagde Agee. "Når vi ser ud af solsystemet i dag, vi ser fuldt dannede kroppe, planeter, asteroider, kometer og så videre. Derefter, vores nysgerrighed presser os altid til, at stille spørgsmålet - Hvordan opstod de? Hvordan opstod Jorden? Dette er dybest set en manglende del af puslespillet, som vi nu har fundet, der fortæller os, at disse magmatiske processer fungerer som små højovne, der smelter sten og behandler alle solsystemets faste stoffer. Ultimativt, sådan er planeter smedet."