Marsmeteorit forstyrrer teorien om planetdannelse

En ny undersøgelse af en gammel meteorit modsiger den nuværende tankegang om, hvordan klippeplaneter som Jorden og Mars tilegner sig flygtige grundstoffer som brint, kulstof, oxygen, nitrogen og ædelgasser, når de dannes. Værket udgives 16. juni i Science .

En grundlæggende antagelse om planetdannelse er, at planeter først samler disse flygtige stoffer fra tågen omkring en ung stjerne, sagde Sandrine Péron, en postdoktor, der arbejder med professor Sujoy Mukhopadhyay i Institut for Jord- og Planetvidenskab, University of California, Davis.

Fordi planeten er en kugle af smeltet sten på dette tidspunkt, opløses disse elementer først i magmahavet og afgasser derefter tilbage i atmosfæren. Senere leverer kondritiske meteoritter, der styrter ind i den unge planet, mere flygtige materialer.

Så videnskabsmænd forventer, at de flygtige elementer i planetens indre skal afspejle sammensætningen af ​​soltågen eller en blanding af sol- og meteoritiske flygtige stoffer, mens de flygtige stoffer i atmosfæren for det meste ville komme fra meteoritter. Disse to kilder - sol vs. kondritisk - kan skelnes ved forholdet mellem isotoper af ædelgasser, især krypton.

Mars er af særlig interesse, fordi den dannedes relativt hurtigt - størknede omkring 4 millioner år efter solsystemets fødsel, mens det tog 50 til 100 millioner år at danne Jorden.

"Vi kan rekonstruere historien om flygtig levering i de første par millioner år af solsystemet," sagde Péron.

Meteorit fra Mars' indre

Nogle meteoritter, der falder til Jorden, kommer fra Mars. De fleste kommer fra overfladesten, der har været udsat for Mars atmosfære. Chassigny-meteoritten, som faldt til Jorden i det nordøstlige Frankrig i 1815, er sjælden og usædvanlig, fordi den menes at repræsentere planetens indre.

Ved at lave ekstremt omhyggelige målinger af små mængder af kryptonisotoper i prøver af meteoritten ved hjælp af en ny metode, der er oprettet ved UC Davis Noble Gas Laboratory, kunne forskerne udlede oprindelsen af ​​grundstoffer i klippen.

"På grund af deres lave forekomst er kryptonisotoper udfordrende at måle," sagde Péron.

Overraskende nok svarer kryptonisotoperne i meteoritten til dem fra kondritiske meteoritter, ikke soltågen. Det betyder, at meteoritter leverede flygtige elementer til den dannede planet meget tidligere end tidligere antaget, og i nærvær af tågen, hvilket vendte konventionel tænkning.

"Mars interiørsammensætning for krypton er næsten rent kondritisk, men atmosfæren er solenergi," sagde Péron. "Det er meget tydeligt."

Resultaterne viser, at Mars' atmosfære ikke kan være dannet udelukkende ved udgasning fra kappen, da det ville have givet den en kondritisk sammensætning. Planeten skal have erhvervet atmosfære fra soltågen, efter at magmahavet er afkølet, for at forhindre væsentlig blanding mellem indre kondritiske gasser og atmosfæriske solgasser.

De nye resultater tyder på, at Mars' vækst blev afsluttet, før soltågen blev spredt af stråling fra Solen. Men bestrålingen skulle også have blæst atmosfæren i tåge på Mars, hvilket tyder på, at atmosfærisk krypton på en eller anden måde må være blevet bevaret, muligvis fanget under jorden eller i polære iskapper.

"Det ville dog kræve, at Mars har været kold i umiddelbar forlængelse af dens tilvækst," sagde Mukhopadhyay. "Mens vores undersøgelse klart peger på de kondritiske gasser i Mars indre, rejser det også nogle interessante spørgsmål om oprindelsen og sammensætningen af ​​Mars' tidlige atmosfære."

Péron og Mukhopadhyay håber, at deres undersøgelse vil stimulere yderligere arbejde med emnet. + Udforsk yderligere

Krypton med dyb kappe afslører Jordens ydre solsystems herkomst