Visā Zemē atrasti dīvaini meteorīti, kas atklāti kā vienas un tās pašas planētas mazuļu fragmenti

(Carl Agee/New Mexico University/MIT News)

Pirms mūsu Saules sistēmā bija planētas, tai bija planetezimāli. Zinātnieki domā, ka lielākā daļa meteorītu, kas ietriecās Zemē, ir šo planetezimālu fragmenti.

Zinātnieki arī domā, ka šie planetezimāli vai nu pilnībā izkusuši ļoti agrīnā vēsturē, vai arī tie palikuši tikai nedaudz vairāk par akmeņu kolekcijām vai 'gruvešu kaudzēm'.

Taču viena meteorītu saime, kas ir atrasta izplatījusies visā pasaulē, šķiet, nāk no planetezimāla, kas ir mainījis šo tendenci.



Jauni pētījumi liecina, ka šī meteorītu ģimene, šķiet, ir no viena un tā paša ķermeņa. Un tas sniedz pierādījumus tam, ka mātes ķermenis bija gan izkusis, gan a šķembu kaudze . Zinātniekiem tā ir mīkla.

Jaunais pētījums, kas sniedz šos rezultātus, ir nosaukts ' Meteorītu pierādījumi par planētu daļēju diferenciāciju un ilgstošu akreciju '. Galvenā autore ir Klāra Maurela, MIT Zemes, atmosfēras un planētu zinātņu nodaļas (EAPS) absolvente. Pētījums ir publicēts žurnālā Zinātnes attīstība .

Mūsu meteorītu klasifikācijas sistēmā tiek pieņemts, ka jebkurš viens no vecākiem ķermenis nevar būt gan izkusušu (hondrītu), gan neizkusušu (ahondrītu) meteorītu avots. Tas izriet no mūsu izpratnes par to, kā veidojas planetezimāli.

Modeļi rāda, ka tie veidojas gandrīz acumirklī, kas neļauj tiem gan izkausēt, gan neizkausēt. Ilgu laiku tika izvirzīta hipotēze, ka planetezimālus var atšķirt gan ar izkusušiem, gan neizkusušiem reģioniem, taču pierādījumus ir bijis grūti atrast.

Bet šis pētījums, iespējams, to atklāja. Tajā norādīts, ka planetezimālos var būt bijusi lielāka daudzveidība, nekā mēs domājam. Pēc pētnieku komandas domām, uz Zemes atrastās retas meteorītu grupas mātes ķermenim ir jābūt diferencētam ar izkusušiem un neizkusušiem slāņiem.

Tam bija arī šķidrs metālisks kodols. Un šis kodols radīja spēcīgu magnētisko lauku.

'Šis ir viens no planetezimāla piemēriem, kam noteikti bija izkusuši un neizkusuši slāņi. Tas mudina meklēt vairāk pierādījumu par saliktām planētu struktūrām,' saka vadošais autors Maurels a preses relīze .

'Izpratne par visu struktūru spektru, sākot no neizkusušām līdz pilnībā izkusušām, ir galvenais, lai atšifrētu, kā planētas veidojās agrīnajā Saules sistēmā.'

Šis mātes ķermenis arī parāda, ka mūsu izpratne par planetezimāliem un to veidošanos nav visaptveroša. Daži jaunākie priekšlikumi liecina, ka planetezimālu veidošanās varētu būt prasījusi vairāk nekā 1 miljonu gadu, un šie rezultāti to apstiprina.

Pēc autoru domām, šajā laika posmā 'tas varēja izraisīt daļēji diferencētas iekšējās struktūras ar atsevišķiem ķermeņiem, kas satur dzelzs serdes, ahondrīta silikāta apvalkus un hondrītu garozas.'

Galvenais bija atrast meteorītus, kas ir pierādījums šim procesam, ko autori izdarīja. Viņus sauc IIE gludekļi .

IIE meteorīti satur pierādījumus par visiem daļēji diferencēta ķermeņa slāņiem. (Maurel et al, 2020)

Stāsts par šiem dīvainajiem meteorītiem sākas Saules sistēmas pirmajās dienās pirms aptuveni 4,5 miljardiem gadu. Sākumā mūsu sistēma bija tikai virpuļojoša gāzes un putekļu masa.

Laika gaitā tas, protams, atdzisa. Un cietā viela sāka sadurties un saplūst, kļūstot par pirmajiem planetezimāliem. Šie planetezimāli ir avots lielākajai daļai meteorītu, kas ietriecas Zemē, un lielākā daļa pierādījumu liecina, ka tie nāk no izkusušiem (hondrītiskiem) vai neizkusušiem (ahondrītiskiem) ķermeņiem.

Bet neatkarīgi no tā, vai tie bija izkusuši vai nē, pētnieki domā, ka šie planetezimāli veidojās diezgan agri. Varbūt vēl svarīgāk ir tas, ka tie būtu izveidojušies ātri, mazāk nekā dažu miljonu gadu laikā.

Ja tie būtu izveidoti pietiekami agri, tie saturētu radiogēnus elementus, kas rada siltumu, sadaloties par stabilākiem elementiem. Saules sistēmas vēstures sākumā bija vairāk radiogēno elementu, un visas šīs sabrukšanas radītais siltums varēja izkausēt visu planētu.

Planetsimāliem, kas veidojās vēlāk, nebūtu bijis mazāk radiogēno materiālu un tie nebūtu izkusuši. Tā ir jaukā sakārtotā versija, kas mums līdz šim ir labi kalpojusi.

Zinātnieki nav atraduši daudz pierādījumu par ķermeņiem, kas varētu atrasties starp šīm divām galējībām, ko viņi sauc par starpplanetēmāliem. Šiem starpproduktiem būtu izkausēta un neizkausēta materiāla maisījums.

Bet šajā pētījumā pētnieki koncentrējās uz IIE dzelzs meteorītu ģimeni, kas, pēc komandas domām, ir pierādījums diferencētam planetezimālam ar magnētisku kodolu.

Mont Dieu meteorīts no Ardēnu Francijas ir IIE dzelzs meteorīts. (Meteorites.tv)

'Šie IIE gludekļi ir dīvaini meteorīti,' sacīja līdzautors Bendžamins Veiss, EAPS profesors.

'Tie liecina gan par to, ka tie ir no pirmatnējiem objektiem, kas nekad nav izkusuši, gan arī pierādījumi, ka tie nāk no ķermeņa, kas ir pilnībā vai vismaz būtiski izkusis. Mēs neesam zinājuši, kur tos likt, un tas lika mums tos zaudēt.

Šo dīvaino bumbiņu sākotnējā planēta, visticamāk, bija atšķirīga kā Zeme ar cietu garozu un šķidru apvalku. Bet pētnieku komanda arī domāja, vai tai ir metālisks kodols, tāpat kā Zeme.

'Vai šis objekts izkusa pietiekami, lai materiāls nogrima centrā un izveidoja tādu metālisku kodolu kā Zeme?' Maurels saka. 'Tas bija trūkstošais gabals stāstā par šiem meteorītiem.'

Bet Zemes izkusušais dzelzs kodols rada spēcīgu magnētisko lauku. Ja planetezimālam būtu metālisks kodols, vai tas arī neradītu lauku? Un vai meteorītu iekšienē tam nebūtu pierādījumu?

Kad daži izkausēti materiāli sacietē magnētiskā lauka klātbūtnē, tie sakrīt ar lauku kā kompasa adata. Daži minerāli saglabā šos pierādījumus miljardiem gadu.

Lai to noskaidrotu, komanda atrada IIE dzelzs meteorītu paraugus un pārbaudīja tos Lorensa Bērklija Nacionālajā laboratorijā. Viņi izmantoja laboratorijas Advanced Light Source (ALS), kas rada rentgena starus, kas mijiedarbojas ar minerālu graudiem.

Viņi meklēja minerālu, kas izgatavots no dzelzs un niķeļa, kas noteiktā veidā mijiedarbojas ar rentgena stariem. Šī mijiedarbība nanometru mērogā var atklāt minerālu magnētisko orientāciju.

Komanda atrada to, ko viņiem bija aizdomas: elektroni dažos minerālu graudos tika magnētiski izlīdzināti. Tas ir pierādījums tam, ka tie atdzisa magnētiskajā laukā. Pētnieki arī atklāja, ka planetezimāla magnētiskais lauks varēja būt tikpat spēcīgs kā Zemes.

Pēc papildu analīzes pētnieki secināja, ka magnētiskajam laukam ir tāds pats avots kā Zemei: šķidrā metāla kodols. Viņi arī varēja aprēķināt šī metāla serdes izmēru. Pēc komandas domām, kodols, iespējams, bija vairākus desmitus kilometru plats.

Šo sarežģīto, jaukto planetezimālu veidošanās ar gan izkausētiem, gan cietiem komponentiem būtu prasījis ilgāku laiku. Pēc vadošā autora Maurela teiktā, vairāki miljoni gadu. Un tas ir daudz ilgāk, nekā rāda esošie modeļi.

Pētnieku komandai bija vēl viens jautājums: no kurienes mātes ķermenī bija šie meteorīti?

Tie nevarēja būt no šķidrā metāla kodola, kas radīja magnētisko lauku. Tas ir tāpēc, ka meteorīti acīmredzami tika sacietējuši magnētiskā lauka klātbūtnē, un kodols rada lauku tikai šķidrā stāvoklī. Meteorīti noteikti ir nākuši no kaut kurienes ārpus kodola, kur iezis sacietēja šķidrā kodola magnētiskā lauka klātbūtnē.

Pēc papildu darba, tostarp dažādu meteorītu veidošanās scenāriju liela ātruma simulāciju veikšanas, viņiem bija iespējama atbilde.

Viņu simulācijas parādīja, ka, ja pamatķermenis ar izkausētu serdi saduras ar citu objektu, iespējams, ka materiāls var tikt izspiests no kodola. Šis materiāls varētu nonākt tuvāk virsmai, no kurienes nāca meteorīti.

(Maurel et al., 2020)

ATTĒLS: šī pētījuma diagramma parāda rezultātus no viena no ietekmes scenārijiem. Tas parāda diferencētu planetezimālu ar 170 km rādiusu, ieskaitot 60 km rādiusa dzelzs kodolu, un 110 km rādiusa ārējo slāni. Katra paneļa kreisajā pusē ir ķermeņa sastāvdaļas, un katra paneļa labajā pusē ir temperatūra. Materiāla beigās nelielu daudzumu serdes ievieto ārējā slāņa augšējā pusē

Ķermenim atdziestot, meteorīti šajās kabatās iespiedīs šo magnētisko lauku savos minerālos. Kādā brīdī magnētiskais lauks samazināsies, bet nospiedums paliks,' saka Maurels.

'Vēlāk šis ķermenis piedzīvos daudzas citas sadursmes līdz galējām sadursmēm, kuru rezultātā šie meteorīti tiks novietoti uz Zemes trajektorijas.'

Kāda gara, mokoša vēsture klints gabalam.

Pēdējais jautājums šajā visā ir: cik izplatītas ir šīs diferencētās planetezimālās? Vai tas bija izņēmums, vai arī to ir daudz vairāk?

Šī atbilde pagaidām nav sasniedzama. Bet, lai kāda būtu atbilde, mēs to droši vien atradīsim asteroīds josta, kur mīt pirmatnējo, akmeņainu objektu leģioni.

'Lielākā daļa ķermeņu asteroīdu joslā šķiet neizkusuši uz to virsmas,' saka Veiss. 'Ja mēs beidzot spēsim redzēt asteroīdu iekšpusi, mēs varētu pārbaudīt šo ideju. Varbūt daži asteroīdi ir izkusuši iekšā, un tādi ķermeņi kā šis planetezimāls ir bieži sastopami.

Šo rakstu sākotnēji publicēja Visums šodien . Lasīt oriģināls raksts .

Populārākas Kategorijas: Daba , Neklasificēts , Dabu , Skaidrotājs , Viedoklis , Telpa , Fizika , Vidi , Sabiedrību , Cilvēkiem ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.