Meteorit vékony metszet mikroszkóp alatt. A különböző színek különböző ásványokat képviselnek, mivel a fény különböző módon halad át rajtuk. A kerek ásványi aggregátumok chondrulák, amelyek a primitív meteoritok fő alkotóelemei. Köszönetnyilvánítás: Nicole Xike Nie
Az új munka feltárja, hogy a Föld káliuma meteorit szállítószolgálattal érkezett.
A meteorit szállítószolgálat által megérkezett földi kálium új kutatást talált a Carnegie-féle Nicole Nie és Da Wang vezetésével. Munkájuk január 26-án jelent meg a folyóiratban Tudomány, azt mutatja, hogy egyes primitív meteoritok a kálium-izotópok eltérő keverékét tartalmazzák, mint más, kémiailag jobban feldolgozott meteoritokban. Ezek az eredmények segíthetnek feltárni azokat a folyamatokat, amelyek Naprendszerünket formálták és bolygóinak összetételét meghatározták.
"A csillagok belsejében fellelhető szélsőséges körülmények lehetővé teszik a csillagok számára, hogy magfúzióval elemeket állítsanak elő" - magyarázta Nie, egy korábbi Carnegie postdoc most itt Caltech. "Minden csillagnemzedék kimagozza a nyersanyagot, amelyből a következő generációk születnek, és nyomon követhetjük ennek az anyagnak a történetét az idők során."
A csillagok belsejében keletkező anyagok egy része kijuthat az űrbe, ahol gáz- és porfelhőként halmozódik fel. Több mint 4.5 milliárd évvel ezelőtt egy ilyen felhő önmagában összeomlott, és létrehozta a Napunkat.
Ennek a folyamatnak a maradványai egy forgó korongot alkottak az újszülött csillag körül. Végül a bolygók és más Naprendszer-objektumok egyesültek ezekből a maradékokból, beleértve a később szétesett anyatesteket, amelyekből kisbolygók és meteoritok váltak.
„A meteoritokban megőrzött izotóp-rekordok variációinak tanulmányozásával nyomon követhetjük azokat a forrásanyagokat, amelyekből ezek keletkeztek, és felállíthatjuk Naprendszerünk evolúciójának geokémiai idővonalát” – tette hozzá Wang, aki jelenleg a Csengdui Műszaki Egyetemen dolgozik.
Meteorit vékony metszet mikroszkóp alatt, összetett textúrájú kondrulával. A gyűrűk a Naprendszer legrégebbi anyagai közé tartoznak. Köszönetnyilvánítás: Nicole Xike Nie
Minden elem egyedi számú protont tartalmaz, de izotópjai változó számú neutront tartalmaznak. Ugyanazon elem különböző izotópjainak eloszlása a Naprendszerben annak az anyagfelhőnek a felépítését tükrözi, amelyből a Nap született. Sok csillag járult hozzá ehhez az úgynevezett napmolekulafelhőhöz, de hozzájárulásuk nem volt egyenletes, ami a meteoritok izotóptartalmának vizsgálatával határozható meg.
Wang és Nie Carnegie kollégáival, Anat Shaharral, Zachary Torranóval, Richard Carlsonnal és Conel Alexanderrel együtt három kálium-izotóp arányát mérte meg 32 különböző meteoritból származó mintákban.
A kálium különösen érdekes, mert ez az úgynevezett mérsékelten illékony elem, amelyet viszonylag alacsony forráspontjukról neveztek el, ami miatt meglehetősen könnyen elpárolognak. Ebből kifolyólag nehéz olyan mintákat keresni, amelyek a Nap előttiek az illékony anyagok izotóp arányában – egyszerűen nem maradnak fenn elég sokáig a forró csillagkeletkezési körülmények között ahhoz, hogy könnyen olvasható rekordot tartsanak fenn.
"Azonban nagyon érzékeny és megfelelő műszerekkel olyan mintákat találtunk kálium-izotópjaink eloszlásában, amelyeket a napsugárzás előtti anyagokból örököltek, és meteorittípusok között különböztek" - mondta Nie.
Azt találták, hogy a legprimitívebb, széntartalmú kondritoknak nevezett meteoritok, amelyek a külső Naprendszerben keletkeztek, több kálium-izotópot tartalmaztak, amelyeket hatalmas csillagrobbanások, úgynevezett szupernóvák hoztak létre. Míg más meteoritok – azok, amelyek a leggyakrabban csapódnak le a Földre, amelyeket nem széntartalmú kondritoknak neveznek – ugyanazt a kálium-izotóp-arányt tartalmazzák, mint a szülőbolygónkon és a belső Naprendszerben.
„Ez azt mutatja, hogy a rosszul kevert süteménytésztához hasonlóan nem volt egyenletes az anyagok eloszlása a Naprendszer külső részei között, ahol a széntartalmú kondritok kialakultak, és a belső Naprendszer között, ahol élünk” – zárta Shahar.
A Carnegie Earth és a bolygókutatók évek óta dolgoznak azon, hogy feltárják a Föld illékony elemeinek eredetét. Ezen elemek egy része széntartalmú kondritok hátán egészen a külső Naprendszerből kerülhetett ide. Mivel azonban a nem széntartalmú kondritokban található szoláris kálium-izotópok mintázata megegyezett a Földön látottakkal, ezek a meteoritok bolygónk káliumának valószínű forrásai.
"Csak a közelmúltban vitatták a tudósok azt az egykor régóta fennálló hiedelmet, miszerint a Napunkat megszülető napköd elég meleg volt ahhoz, hogy az összes illékony elemet leégesse" - tette hozzá Shahar. "Ez a kutatás új bizonyítékot szolgáltat arra vonatkozóan, hogy az illékony anyagok túlélhetik a Nap kialakulását."
További kutatásokra van szükség ahhoz, hogy ezt az új tudást a bolygókeletkezési modelljeinkre alkalmazzuk, és megtudjuk, módosítja-e a Föld és szomszédai létrejöttével kapcsolatos régóta fennálló hiedelmeket.
Hivatkozás: Nicole X. Nie, Da Wang, Zachary A. Torrano, Richard W. Carlson, Conel M. O'D „a meteoritok a szupernóvákban termelődő kálium-40 nukleoszintetikus anomáliáit örökölték”. Alexander és Anat Shahar, 26. január 2023. Tudomány.
DOI: 10.1126/science.abn1783
Ezt a munkát támogatta a
” data-gt-translate-attributes=”[{„attribute”:”data-cmtooltip”, „format”:”html”}]”>NASA NESSF ösztöndíj, Carnegie posztdoktori ösztöndíjak és egy Carnegie Postdoc × Postdoc (P2) vetőmag támogatás.
