Новости химической науки > Пыльное прошлое планет земного типа

Более высокое, по сравнению с ожиданиями, содержание натрия в метеорите, возраст которого составляет 4,6 млрд. лет, позволяет предположить, что пылевые облака, из которых образовались строительные блоки Земли и соседних планет, были плотнее, чем предполагалось ранее.

Смонтированное изображение Солнечной системы. [Рисунок: NASA Jet Propulsion Laboratory (NASA-JPL)]

Конел Александр (Conel Alexander) и Фред Чиесла (Fred Ciesla) из Института Карнеги проанализировали содержание натрия в хондрулах (chondrules) Семарконского метеорита, упавшего в Индии в 1940 году.

Время образования Семарконского метеорита (как и большинства хондритов) относят к ранним стадиям образования Солнечной системы. В отличие от многих других космических объектов состав этих метеоритов практически не подвергся химическим изменениям за миллиарды лет их существования, что позволяет говорить о них как о своеобразных «окнах в прошлое».

Хондрулы, составляющие от 20 до 80% объема хондритов, представляют круглые объекты размером около 1 мм, которые могут находиться как в кристаллическом, так и в аморфном состоянии. Считается, что эта зерна образовались за счет быстрого нагрева пыли в эпоху первичной солнечной системы. Минеральный состав хондрулов позволяет предположить, что температура их формирования составляла около 2000°C, хотя источник этой температуры, воздействовавшей на огромные области космической пыли, пока еще неизвестен. Ожидалось, что под воздействием такой температуры многие летучие элементы, например натрий, могли быть выпарены из состава хондрулов.

Однако химический анализ Семарконского метеорита указал на аномально высокое содержание натрия, указывающее на то, что натрий не испарился из состава метеорита. По словам Александра образование расплавленных каплей хондрулов могло быть одним из наиболее энергетичных процессов, протекавших в молодой Солнечной системе. Можно было ожидать, что в таких условиях натрий будет утерян хондрулами, однако это не произошло, а хондрулы, несмотря на нагрев и плавление, повели себя как закрытые термодинамические системы.

Исследователи определили, что для того, чтобы хондрулы вели себя как закрытые системы и сохранили исходные количества натрия, первоначальное пылевое облако должно было отличаться гораздо большей плотностью, чем предполагалось прежде – таком случае мог происходить обмен натрием между хондрулами и их насыщение.

Для того чтобы такие условия могли реализоваться, плотность пыли в регионах формирования хондрулов должна была быть не менее 10 г/м³, а, возможно, больше. Это, как минимум, в 100 раз превышает предыдущие оценки плотности вещества в областях планетоформирования. При соотнесении таких плотностей и суммарной массы планет земного типа получается, что гравитация могла вызвать сжатие космической пыли и образование объектов диаметром в десятки километров в областях пространства не более нескольких тысяч километров, что, неизмеримо мало по астрономическим стандартам, однако согласуется с гипотезой образования планетозималей, лежащей в основе ряда представлений об образовании планет земного типа Солнечной системы.

Источник: Science, 2008, 320, 5883, 1617; DOI: 10.1126/science.1156561

метки статьи: #аналитическая химия, #космохимия, #неорганическая химия