Un om de știință de la Universitatea din Chicago a uimit mulți dintre colegii săi, sugerând o explicație radicală a procesului chimic în meteoriți, descoperită pentru 135 de ani în urmă. Vorbim despre chondriți - cel mai comun tip de meteoriți din sistemul solar. Ei și-au luat numele din cauza prezenței unor formațiuni eliptice mici, chondre, care au fost descoperite pentru prima dată de către cercetătorul britanic Henry Sorby în 1877. Sorbi a sugerat că aceste incluziuni ar fi putut fi odinioară picături ale ploii "focoase" care a fost prezentă în univers în timpul compactării nori de praf de gaz, cu aproximativ 4,5 miliarde de ani în urmă.
În prezent, oamenii de știință consideră că condrolele sunt picături lichide care se află în spațiul cosmic înainte de a se răci. Dar procesul de formare a acestui lichid nu este încă clar. Un cercetător de la Universitatea din Chicago, Lawrence Grossman, a sugerat versiunea sa despre originea incluziunilor. El susține că procesul de etanșare nu poate crea condrulele, și bulele formate în timpul coliziunilor de planetezimale - corpurile cerești care orbitează protostea crește treptat în masa de praf interstelar și gaze. Colegii săi au refuzat să înțeleagă această teorie și l-au numit nebun.
Oamenii de știință implicați în studiul compoziției chimice a obiectelor spațiale știu că aceste bule trebuie să aibă precursori mai mari decât ei. O nouă teorie Grossman sugerează că chondrulele formate prin topirea acestor particule masive în care s-au așezat. Principala dificultate în acceptarea acestei teorii este că bulele după condensare în interiorul unui alt element trebuie să aibă o temperatură suficient de ridicată pentru a topi terenul înconjurător și pentru a lăsa în urmă o mulțime de incluziuni. Ca rezultat, au existat alte teorii surprinzătoare și nerezonabile ale formării structurilor meteorite. Posibile coliziuni între particule din sistemul solar format a fost încălzit și picături topite în boabe mici, ele pot fi formate sub efectul loviturilor de trăsnet spațiu și compactat în atmosferă poate fi format Jupiter.
Ideea artistului asupra modului în care sistemul nostru solar ar putea privi la vârsta de doar 1 milion de ani. Sursa: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle, SSC
Dar toate aceste teorii nu pot explica prezența în chondriți a unei cantități mari de oxid de fier. Într-un cluster local, silicați precum olivina sunt formați din magneziu gazos și siliciu la temperaturi foarte ridicate. Numai atunci când fierul este oxidat poate intra în structurile cristaline ale silicatului de magneziu. Oxizii de fier pot apărea în nebuloasa noastră, totuși, numai după ce olivina sa format deja. Aceasta este întreaga încercare. Temperatura la care fierul este oxidat în sistemul solar, este mic, așa că este destul de lent este conectat la silicații de magneziu formate anterior, cum ar fi olivina, iar acest proces nu poate da o concentrație de fier, care oamenii de știință au găsit în probele fixe. Devine complet neclar care este rezultatul procesului de topire a structurii stâncoase a meteoritilor și concentrația unei cantități mari de oxid de fier în ele.
Grossman susține că procesele de coliziune dintre ele și gazul plantelor antice rece ar putea forma rapid regiuni de încălzire bogate în vapori de apă sub presiune ridicată. Conținând o cantitate mare de praf și picături, mediul este favorabil pentru formarea de condrole. Într-un fel sau altul, teoria originală a lui Grossman a fost adăugată ulterior în procesul de studiere a negărilor sale de către alți oameni de știință. Cercetătorii de la Instituția Carnegie din Washington nu sunt dispuși să găsească legătura lipsă în teorie. Ei au descoperit o creștere nesemnificativă a sodiului, care se găsește în sarea de masă obișnuită, în nucleele cristalelor de olivină găsite în condrole. În momentul în care olivina cristalizează în bulele lichide, acea parte a sodiului, care nu se evaporă complet, rămâne în lichid cu olivină. Potrivit oamenilor de știință, aproximativ 10 procente de sodiu se evaporă.
Imaginea structurii meteoritului, obținută printr-un microscop electronic, sursa de lumină este situată în spatele tăierii. Chondrele arata ca formatiuni rotunde imprastiate pe toata suprafata. Negrule sunt cristale de olivină. Sursa: Steven Simon
Colegii lui Grossman, impreuna cu el, au calculat conditiile necesare pentru a opri procesele de evaporare in cadrul rocilor de meteorit emergente. Ei și-au calculat calculul cu ajutorul valorilor presiunii totale și ale coeficientului de saturație al sistemului solar cu gaz interstelar și praf, din care s-au format anumite elemente de chondriți. Grossman susține că prezența materiei interstelare este necesară deoarece asteroizii și meteoritii pe care îi vedem acum pur și simplu nu ar fi putut apărea în sistemul solar. La începutul existenței sale, sistemul solar a atins o temperatură de 1800 de grade Kelvin, la această temperatură nu putea exista material solid. Până când sistemul viitor a răcit la 400 de grade Kelvin, cea mai mare parte a substanței a fost deja condensată și a devenit particule solide. Grossman a dedicat mult timp dezvăluind particulele formate în primele secunde ale răcirii norului de praf. El a aflat că în această perioadă s-au format oxizi de calciu, aluminiu și titan, precum și silicați. Calculele sale prezic apariția clusterelor dense ale substanțelor care se găsesc acum în meteoriți. După aceea, Grossman și colegii săi au publicat o mulțime de articole în care au încercat să explice procesul de fuziune a fierului cu silicate la temperaturi ridicate, dar nici unul dintre ele nu a putut explica formarea de chondriți. Calculele au inclus concentrații de substanțe care, în principiu, nu puteau exista în natură, dar chiar și cu astfel de parametri rezultatul nu a fost.
Cercetătorii au încercat să folosească un proces complet diferit. Ei au modelat puțin mai multă apă și praf în model și au crescut presiunea în sistem. Sa sugerat că undele de șoc dintr-o sursă necunoscută ar putea pătrunde în viitorul sistem solar, ca urmare a faptului că particulele s-au încălzit puternic și s-au contractat, formând bule de viitoare condrole. Simulările au arătat că un val de șoc poate duce la acest rezultat dacă cantitatea de apă și praf din sistem este anormal de mare, dar chiar și în acest caz picăturile de lichid vor fi diferite de cele studiate astăzi. În primul rând, nu există anomalii izotopice în probe reale, în timp ce modelarea cu un val de șoc indică un număr mare de ele. Izotopii sunt atomi ai aceluiași element, care diferă în funcție de masă. Trecerea prafului și a apei prin norul emergent al sistemului solar provoacă numeroase anomalii în atomi, ceea ce reprezintă o abatere de la proporțiile normale de izotopi. Anomaliile pot fi evitate dacă numărul de atomi izotopici eliberați din picăturile fierbinți este egal cu numărul de atomi care au apărut în gazul din jur.
Această teorie este de asemenea pusă la îndoială. Dacă chondritele s-au format sub acțiunea unui val de șoc, compoziția izotopică a olivinei ar apărea sub forma unor inele concentrice, cum ar fi inelele anuale ale copacilor. Acest lucru se datorează în primul rând răcirii picăturii fierbinți, deoarece forma sa este aproape de cea sferică. Dar până acum nimeni nu a descoperit astfel de distribuții.
Câteva ajutor în aceste studii a fost recenta descoperire a faptului că chondrulele sunt cu unul sau doi ani mai mici decât incluziunile de calciu-aluminiu în meteoriți. Aceste incluziuni sunt unice condensate, deoarece sunt în acord cu teoriile chimiei cosmice. Această diferență de câțiva milioane de ani oferă suficient timp după formarea primelor planetă pentru formarea bulelor de lichid. Au existat deja teorii că planetesimalele, constând dintr-un aliaj de fier-nichel și silicați de magneziu, constituie un mediu favorabil pentru formarea de condrole. Și degradarea elementelor radioactive a oferit un nivel suficient de ridicat al temperaturii.
Astfel, apa a fost gătită în planetesimalele originale, interacționate cu metalele și fierul oxidat. Cu încălzire suplimentară, oxidul de fier a fost combinat cu silicat de magneziu. Când s-au ciocnit planete, s-a creat o presiune ridicată anormal, la care s-au pulverizat picături lichide care conțin oxid de fier. Astfel, conform calculelor lui Grossman, chondrulele s-au format ca urmare a acumulării de materiale dintr-un nor de praf de gaz și a unor obiecte solide deja formate.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: