'n Meteoriet dun gedeelte onder 'n mikroskoop. Verskillende kleure verteenwoordig verskillende minerale, omdat lig op verskillende maniere daardeur beweeg. Die ronde minerale aggregate is chondrules, wat 'n belangrike komponent in primitiewe meteoriete is. Krediet: Nicole Xike Nie
Nuwe werk onthul dat die aarde se kalium deur meteoritiese afleweringsdiens aangekom het.
Die aarde se kalium wat deur meteoritiese afleweringsdiens aangekom het, vind nuwe navorsing onder leiding van Carnegie se Nicole Nie en Da Wang. Hul werk, gepubliseer op 26 Januarie in die joernaal Wetenskap, toon dat sommige primitiewe meteoriete 'n ander mengsel van kaliumisotope bevat as dié wat in ander, meer chemies verwerkte meteoriete voorkom. Hierdie resultate kan help om die prosesse toe te lig wat ons Sonnestelsel gevorm het en die samestelling van sy planete bepaal het.
"Die uiterste toestande wat in sterre binneland gevind word, stel sterre in staat om elemente te vervaardig met behulp van kernfusie," het Nie, 'n voormalige Carnegie postdoc nou by Caltech. "Elke stergenerasie saai die grondstof waaruit die volgende generasies gebore word en ons kan die geskiedenis van hierdie materiaal oor tyd naspeur."
Van die materiaal wat in die binnekant van sterre geproduseer word, kan in die ruimte uitgestoot word, waar dit as 'n wolk van gas en stof ophoop. Meer as 4.5 biljoen jaar gelede het een so 'n wolk in homself ineengestort om ons Son te vorm.
Die oorblyfsels van hierdie proses het 'n roterende skyf om die pasgebore ster gevorm. Uiteindelik het die planete en ander Sonnestelsel-voorwerpe saamgesmelt uit hierdie oorblyfsels, insluitend die ouerliggame wat later uitmekaar gebreek het om asteroïdes en meteoriete te word.
"Deur variasies in die isotopiese rekord wat binne meteoriete bewaar word, te bestudeer, kan ons die bronmateriaal waaruit hulle gevorm het, opspoor en 'n geochemiese tydlyn van ons Sonnestelsel se evolusie bou," het Wang bygevoeg, wat nou aan die Chengdu Universiteit van Tegnologie is.
'n Meteoriet dun gedeelte onder 'n mikroskoop, met 'n chondrule met komplekse teksture. Chondrules is van die oudste materiale in die Sonnestelsel. Krediet: Nicole Xike Nie
Elke element bevat 'n unieke aantal protone, maar sy isotope het verskillende getalle neutrone. Die verspreiding van verskillende isotope van dieselfde element deur die Sonnestelsel is 'n weerspieëling van die samestelling van die wolk materiaal waaruit die Son gebore is. Baie sterre het tot hierdie sogenaamde sonmolekulêre wolk bygedra, maar hul bydraes was nie eenvormig nie, wat bepaal kan word deur die isotopiese inhoud van meteoriete te bestudeer.
Wang en Nie—saam met Carnegie-kollegas Anat Shahar, Zachary Torrano, Richard Carlson en Conel Alexander—het die verhoudings van drie kaliumisotope in monsters van 32 verskillende meteoriete gemeet.
Kalium is veral interessant omdat dit 'n matig vlugtige element is wat genoem word omdat dit relatief lae kookpunte het wat veroorsaak dat hulle redelik maklik verdamp. Gevolglik is dit uitdagend om te soek na patrone wat die Son voorafgaan in die isotopiese verhoudings van vlugtige stowwe - hulle bly net nie lank genoeg in die warm stervormende toestande rond om 'n maklik leesbare rekord te handhaaf nie.
“Deur baie sensitiewe en geskikte instrumente te gebruik, het ons egter patrone in die verspreiding van ons kaliumisotope gevind wat van voor-son-materiale geërf is en tussen tipes meteoriete verskil,” het Nie gesê.
Hulle het gevind dat sommige van die mees primitiewe meteoriete genaamd koolstofhoudende chondriete, wat in die buitenste Sonnestelsel gevorm het, meer kaliumisotope bevat wat deur groot sterontploffings geproduseer is, genaamd supernovas. Terwyl ander meteoriete - dié wat die meeste na die aarde neerstort, nie-koolstofhoudende chondriete genoem - dieselfde kaliumisotoopverhoudings bevat wat op ons tuisplaneet en elders in die binneste Sonnestelsel gesien word.
"Dit sê vir ons dat, soos 'n swak gemengde koekbeslag, daar nie 'n eweredige verspreiding van materiale was tussen die buitenste streke van die Sonnestelsel waar die koolstofhoudende chondriete gevorm het, en die binneste Sonnestelsel, waar ons woon nie," het Shahar afgesluit.
Vir jare het Carnegie Earth en planetêre wetenskaplikes gewerk om die oorsprong van die Aarde se vlugtige elemente te openbaar. Sommige van hierdie elemente is moontlik al die pad vanaf die buitenste Sonnestelsel op die rug van koolstofhoudende chondriete hierheen vervoer. Aangesien die patroon van voor-son-kaliumisotope wat in nie-koolstofhoudende chondriete gevind word, ooreenstem met dié wat op Aarde gesien word, is hierdie meteoriete egter die waarskynlike bron van ons planeet se kalium.
"Dit is eers onlangs dat wetenskaplikes 'n eens lang gekoesterde oortuiging uitgedaag het dat die toestande in die sonnevel wat ons Son gebaar het, warm genoeg was om alle vlugtige elemente af te brand," het Shahar bygevoeg. “Hierdie navorsing verskaf vars bewyse dat vlugtige stowwe die Son se vorming kan oorleef.”
Meer navorsing is nodig om hierdie nuwe kennis op ons modelle van planeetvorming toe te pas en te sien of dit enige lang gekoesterde oortuigings oor hoe die Aarde en sy bure ontstaan het, aanpas.
Verwysing: "Meteoriete het nukleosintetiese anomalieë van kalium-40 wat in supernovas geproduseer is geërf" deur Nicole X. Nie, Da Wang, Zachary A. Torrano, Richard W. Carlson, Conel M. O'D. Alexander en Anat Shahar, 26 Januarie 2023, Wetenskap.
DOI: 10.1126/science.abn1783
Hierdie werk is ondersteun deur a
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>NASA NESSF-genootskap, Carnegie-nadoktorale genootskappe en 'n Carnegie Postdoc × Postdoc (P2) saadtoekenning.
