Forskere finder kulstofrigt flydende vand i gammel meteorit

Vand er rigeligt i solsystemet. Selv hinsides Jorden, Forskere har opdaget is på månen, i Saturns ringe og i kometer, flydende vand på Mars og under overfladen af ​​Saturns måne Enceladus, og spor af vanddamp i Venus' brændende atmosfære. Undersøgelser har vist, at vand spillede en vigtig rolle i den tidlige udvikling og dannelse af solsystemet. For at lære mere om denne rolle, planetforskere har søgt efter beviser for flydende vand i udenjordiske materialer såsom meteoritter, hvoraf de fleste stammer fra asteroider, der blev dannet i solsystemets tidlige historie.

Forskere har endda fundet vand som hydroxyler og molekyler i meteoritter i forbindelse med vandholdige mineraler, som dybest set er faste stoffer med noget ionisk eller molekylært vand inkorporeret i dem. Dr. Akira Tsuchiyama, Gæsteforsker ved Ritsumeikan University, siger, "Forskere forventer endvidere, at flydende vand skal forblive som væskeindeslutninger i mineraler, der udfældes i vandig væske" (eller, for at sige det enkelt, dannet af dråber vand, der indeholdt forskellige andre ting opløst inde i dem). Forskere har fundet sådanne indeslutninger af flydende vand inde i saltkrystaller placeret inden for en klasse af meteoritter kendt som almindelige kondritter, som repræsenterer langt størstedelen af ​​alle meteoritter fundet på Jorden, selvom saltet faktisk stammer fra andre, mere primitive overordnede objekter.

Prof. Tsuchiyama og hans kolleger ønskede at vide, om indeslutninger af flydende vand er til stede i en form for calciumcarbonat kendt som calcit inden for en klasse af meteoritter kendt som "kulstofholdige kondritter, " som kommer fra asteroider, der blev dannet meget tidligt i solsystemets historie. De undersøgte derfor prøver af Sutter's Mill-meteoritten, en kulstofholdig kondrit med oprindelse i en asteroide, der blev dannet for 4,6 milliarder år siden. Resultaterne af deres undersøgelse, ledet af prof. Tsuchiyama, optræder i en artikel for nylig offentliggjort i det prestigefyldte tidsskrift Videnskabens fremskridt .

Forskerne brugte avancerede mikroskopiteknikker til at undersøge Sutter's Mill meteoritfragmenter, og de fandt en calcitkrystal indeholdende en indeslutning af vandig væske i nanoskala, der indeholder mindst 15 % kuldioxid. Dette fund bekræfter, at calcitkrystaller i gamle kulholdige kondritter faktisk ikke kun kan indeholde flydende vand, men også kuldioxid.

Tilstedeværelsen af ​​indeslutninger af flydende vand i Sutter's Mill-meteoritten har interessante implikationer vedrørende oprindelsen af ​​meteorittens moderasteroide og solsystemets tidlige historie. Indeslutningerne opstod sandsynligvis på grund af den overordnede asteroide, der blev dannet med stumper af frosset vand og kuldioxid inde i den. Dette ville kræve, at asteroiden er dannet i en del af solsystemet, der er kold nok til, at vand og kuldioxid kan fryse, og disse forhold ville placere dannelsesstedet langt uden for Jordens kredsløb, sandsynligvis ud over Jupiters kredsløb. Asteroiden skal derefter være blevet transporteret til de indre områder af solsystemet, hvor fragmenter senere kunne kollidere med planeten Jorden. Denne antagelse er i overensstemmelse med nyere teoretiske undersøgelser af solsystemets udvikling, der tyder på, at asteroider rige på små, flygtige molekyler som vand og kuldioxid dannet ud over Jupiters kredsløb, før de blev transporteret til områder tættere på solen. Den mest sandsynlige årsag til asteroidens transport ind i det indre solsystem ville være gravitationsvirkningerne af planeten Jupiter og dens migration.

Afslutningsvis, opdagelsen af ​​vandindeslutninger i en kulstofholdig kondritmeteorit fra solsystemets tidlige historie er en vigtig bedrift for planetvidenskaben. Prof. Tsuchiyama bemærker stolt, "Denne præstation viser, at vores team kunne opdage en lille væske fanget i et mineral for 4,6 milliarder år siden."

Ved at opnå kemiske snapshots af en gammel meteorits indhold, hans teams arbejde kan give vigtig indsigt i processer på arbejde i solsystemets tidlige historie.