Астрономия

Углеродистые метеориты заподозрили в доставке воды на Землю

Углеродистые метеориты заподозрили в доставке воды на Землю

University of Manchester / K. H. Joy

Планетологи выяснили, что родительские тела метеоритов типа углистых хондритов до сих пор содержат замороженные летучие соединения, такие как вода или метан, а сами метеориты могли доставлять эти вещества на Землю на протяжении всей ее истории. Определить это ученым помогли изотопы урана и тория. Статья опубликована в журнале Science.

Метеориты типа углистых хондритов состоят из вещества, которое существовало в ранней Солнечной системе и, возможно, находилось за пределами орбиты Юпитера. Так как их элементный состав аналогичен Солнцу, исследования подобных метеоритов позволяют узнать о процессах, шедших в планетной системе на этапах ее формирования и ранней эволюции, а также понять, могли ли астероиды поставлять на молодую Землю воды и органических молекул. 

В частности, известно, что Cl- и CM-хондриты подвергались воздействию жидкой воды, о чем свидетельствует присутствие гидратированных силикатов, магнетита, карбонатов, сульфатов и галита. Радиоуглеродное датирование показало, что химические процессы с участием воды начались в подобных телах через несколько миллионов лет после начала формирования Солнечной системы и продолжались по крайней мере от двух до четырех миллионов лет, а наблюдения за астероидами показывают, что на их поверхностях может существовать водяной лед, как, например, в случае (24) Фемида.

Группа планетологов во главе с Саймоном Тернером (Simon Turner) из Университета Маккуори проанализировала содержание изотопов урана и тория в ряде углистых хондритов, таких как метеорит Тагишского озера, Альенде, Оргей, Мурчисонский метеорит и Мигеи. Уран распадается в ходе цепочки реакций с образованием короткоживущих дочерних нуклидов, при этом ион U6+ подвижен в жидкой среде, а изотоп 230Th — нет, поэтому ожидается, что водная среда будет влиять на соотношения изотопов, причем можно оценить время, когда это происходило. В данной работе ученых интересовали пары нуклидов 238U–234U и 230Th–238U.

Исследователи обнаружили в хондритах избыток 234U по сравнению с 238U и избыток 238U по сравнению с 230Th, что считается неравновесным содержанием изотопов и указывает на то, что вещество метеоритов подвергалось воздействию воды в течение последнего миллиона лет. Это могло произойти в результате нескольких процессов: загрязнения земным веществом, таяния льда в родительском теле метеорита за счет нагрева излучением Солнца, абляции хондрита во время входа в атмосферу, что приводит к таянию льда в порах, и, наконец, таяния льда за счет ударного нагрева, когда эти метеориты были выброшены со своих родительских тел.

Гипотезы, которые могли бы объяснить неравновесное содержание изотопов урана и тория в углистых хондритах. (a) Сценарий солнечного нагрева, (b) сценарий атмосферной абляции, (c) сценарий ударного таяния льда.

Simon Turner et al. / Science, 2020

В итоге ученые остановились на последней версии, согласно которой родительские тела метеоритов эпизодически сталкивались с другими объектами, что вызывало измельчение вещества и таяние льда в области удара, а также выброс фрагментов тела. Образовавшаяся жидкость затем втягивалась в окружающую пористую, трещиноватую породу, перенося с собой изотопы урана и другие вещества, включая органические молекулы. Таким образом, родительские тела углеродистых метеоритов все еще должны содержать замороженные летучие соединения, такие как вода или метан, а сами метеориты могли доставлять эти вещества на Землю на протяжении всей истории планеты.

Ранее мы рассказывали о том, как в алжирском метеорите ученые нашли ледяные окаменелости, в марсианском метеорите — древние органические молекулы, а в углистых хондритах — четыре вида сахаров.

Источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть