Самый старый вулканический метеорит бросает вызов теориям формирования Солнечной системы

Анализ метеорита Эрг Чех 002 показал, что это самая старая из когда-либо найденных пород вулканического происхождения, намного превосходящая все, что происходит на Земле. Это также предоставило доказательства того, что некоторые части ранней Солнечной системы были намного богаче изотопами, ответственными за большую часть их первоначального тепла, чем другие, хотя мы до сих пор не знаем, почему.

Раннее Солнце было не таким ярким, как сегодня, но это не означало, что первые планеты, сформировавшиеся из диска вокруг него, были холодными. Помимо тепла, выделяющегося при столкновениях, радиоактивных изотопов тогда было больше, и первые крупные объекты оставались горячими, часто с расплавленной внутренней частью. В частности, считается, что один изотоп, алюминий-26, сыграл особенно важную роль, возможно, являясь причиной сегодняшней тектоники плит.

Сегодня ядро ​​Земли нагревается в первую очередь за счет медленного распада урана и тория, то же самое касается и центров других каменистых объектов. Однако считается, что четыре с половиной миллиарда лет назад алюминий-26 играл гораздо большую роль.

Алюминий-26 распадается до магния-26, выделяя при этом энергию. Его период полураспада, составляющий 705 000, достаточно короток, поэтому тепло намного интенсивнее, чем от аналогичных количеств урана-235, но достаточно продолжительно, чтобы оказать большое влияние на первые несколько миллионов лет формирования планет.

Похожие истории

Считается, что протопланетный диск, из которого сформировалась Солнечная система, был обогащен алюминием-26 из близлежащих взорвавшихся звезд, но астрономы спорят о том, был ли изотоп смешан равномерно или слипся в некоторых областях. Чтобы проверить это, нам нужно очень точно знать время образования метеорита. В противном случае мы не сможем сказать, образовался ли он в области с низким содержанием алюминия-26 или на несколько миллионов лет моложе после того, как большая часть изотопа распалась.

Вулканические метеориты легче датировать, чем те, которые образовались на поверхности астероида, поэтому открытие Эрг Чех 002 в пустыне Сахара стало подарком. Аспирант Австралийского национального университета Евгений Крестьянинов и соавторы в полной мере воспользовались этим преимуществом, измерив возраст Эрга Чеха 002 с ошеломляющей точностью.

Вулканическое происхождение Эрг Чех 002 означает, что он возник в объекте, достаточно большом, чтобы быть геологически активным. Некоторые вулканические метеориты были идентифицированы как прилетевшие с Весты, прежде чем они были сбиты при столкновении. Другие, включая Эрг Чех 002, явно происходят от какого-то другого объекта, который мы не можем идентифицировать, скорее всего потому, что он уже давно уничтожен.

Эрг Чех 002 необычайно богат свинцом и ураном, что не случайно. Уран претерпевает серию радиоактивных распадов, пока не достигнет стабильных изотопов свинца. При формировании порода, которая стала Эрг Чех 002, содержала еще больше урана, большая часть которого распалась до свинца.

Различные изотопы урана распадаются с разной скоростью, поэтому, сравнивая количества каждого из них и соотношение их конечных продуктов, геологи могут рассчитать возраст горной породы. Эрг Чех 002 оказался особенно подходящим для получения точных результатов: 4 565 560 000 лет с ошибкой всего в 120 000 лет.

Сравнивая время образования Эрг-Чех 002 с предыдущими оценками концентрации алюминия-26, Крестьянинов и соавторы пришли к выводу, что его родительское тело должно было содержать в три-четыре раза больше алюминия-26, чем родительское тело сопоставимых метеоритов.

Если оценки возраста или алюминия того или иного метеорита не совсем верны, это означает, что облако, из которого мы образовались, было гораздо менее смешанным, чем многие предполагали.

Это также означает, что при слиянии эти протопланеты не собрали материал из достаточного количества разных областей, чтобы сбалансировать эти различия. Это значительно усложняет попытки смоделировать формирование планет, но также может объяснить некоторые аномалии.

Части Erg Chech 002 продавались на eBay по очень низким ценам, но теперь, когда его стоимость продемонстрирована, они могут вырасти довольно быстро.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.