Sahara Space Rock อายุ 4.5 พันล้านปีพลิกสมมติฐานเกี่ยวกับระบบสุริยะในยุคแรกเริ่ม

เผยแพร่ซ้ำโดยเพลโต

ผู้ติดตาม: 0

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2020 มีการพบหินแปลกตาที่มีผลึกสีเขียวโดดเด่นในทะเลทราย Erg Chech ซึ่งเป็นพื้นที่ที่เต็มไปด้วยเนินทรายของทะเลทรายซาฮาราทางตอนใต้ของแอลจีเรีย

เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิด พบว่าหินเหล่านี้มาจากนอกโลก: ก้อนเศษหินหรืออิฐ มีอายุหลายพันล้านปีที่เหลือจากรุ่งอรุณของระบบสุริยะ พวกมันทั้งหมดเป็นชิ้นส่วนของอุกกาบาตที่รู้จักกันในชื่อ Erg Chech 002 ซึ่งเป็นหินภูเขาไฟที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่เคยพบมา โดยละลายไปนานแล้วในไฟของดาวเคราะห์ก่อกำเนิดโบราณบางดวงที่ตอนนี้หายไปแล้ว

In การวิจัยใหม่ ตีพิมพ์ใน การสื่อสารธรรมชาติ เราวิเคราะห์ไอโซโทปของตะกั่วและยูเรเนียมใน Erg Chech 002 และคำนวณว่ามีอายุประมาณ 4.56556 พันล้านปี หรือประมาณ 120,000 ปี นี่เป็นหนึ่งในอายุที่แม่นยำที่สุดที่เคยคำนวณสำหรับวัตถุจากอวกาศ และผลลัพธ์ของเรายังทำให้เกิดข้อสงสัยในสมมติฐานทั่วไปบางประการเกี่ยวกับระบบสุริยะในยุคแรกเริ่ม

ชีวิตลับของอลูมิเนียม

ประมาณ 4.567 พันล้านปีก่อน ระบบสุริยะของเราก่อตัวขึ้นจากกลุ่มเมฆก๊าซและฝุ่นจำนวนมหาศาล ในบรรดาองค์ประกอบหลายอย่างในเมฆนี้คืออะลูมิเนียมซึ่งมีสองรูปแบบ

แบบแรกคือแบบเสถียร อะลูมิเนียม-27 ประการที่สองคืออะลูมิเนียม-26 ซึ่งเป็นไอโซโทปกัมมันตรังสีที่เกิดจากดาวฤกษ์ที่ระเบิดเป็นหลัก ซึ่งจะสลายตัวเป็นแมกนีเซียม-26 เมื่อเวลาผ่านไป อะลูมิเนียม-26 เป็นสิ่งที่มีประโยชน์มากสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่ต้องการเข้าใจว่าระบบสุริยะก่อตัวและพัฒนาได้อย่างไร เพราะมันสลายตัวไปตามกาลเวลา เราจึงสามารถใช้เพื่อระบุเหตุการณ์ต่างๆ ได้ โดยเฉพาะภายในสี่หรือห้าล้านปีแรกของชีวิตของระบบสุริยะ

การสลายของอะลูมิเนียม-26 ก็มีความสำคัญเช่นกันด้วยเหตุผลอื่น เราคิดว่ามันเป็นแหล่งความร้อนหลักในระบบสุริยะยุคแรก การเสื่อมสลายนี้ส่งผลต่อการละลายของหินดึกดำบรรพ์ขนาดเล็กซึ่งต่อมาจับตัวกันเป็นก้อนเพื่อก่อตัวเป็นดาวเคราะห์

ยูเรเนียม ตะกั่ว และอายุ

อย่างไรก็ตาม ในการใช้อะลูมิเนียม-26 เพื่อทำความเข้าใจอดีต เราจำเป็นต้องรู้ว่ามันกระจายไปทั่วเท่าๆ กันหรือจับกลุ่มกันหนาแน่นในบางจุดมากกว่าที่อื่นๆ เพื่อหาคำตอบ เราจะต้องคำนวณอายุสัมบูรณ์ของหินอวกาศโบราณบางก้อนให้แม่นยำยิ่งขึ้น

การดูอะลูมิเนียม-26 เพียงอย่างเดียวคงไม่ทำให้เราทำเช่นนั้นได้ เพราะมันสลายตัวค่อนข้างเร็ว (หลังจากผ่านไปประมาณ 705,000 ปี ครึ่งหนึ่งของตัวอย่างอะลูมิเนียม-26 จะสลายตัวเป็นแมกนีเซียม-26) มีประโยชน์ในการกำหนดอายุสัมพัทธ์ของวัตถุต่างๆ แต่ไม่ใช่อายุสัมบูรณ์เป็นปี

แต่ถ้าเรารวมข้อมูลอะลูมิเนียม-26 กับข้อมูลเกี่ยวกับยูเรเนียมและตะกั่ว เราก็สามารถก้าวหน้าไปได้ ยูเรเนียมมีไอโซโทปที่สำคัญอยู่สองไอโซโทป (ยูเรเนียม-235 และยูเรเนียม-238) ซึ่งสลายตัวเป็นไอโซโทปของตะกั่วที่แตกต่างกัน (ตะกั่ว-207 และตะกั่ว-206 ตามลำดับ) ไอโซโทปยูเรเนียมมีครึ่งชีวิตนานกว่ามาก (710 ล้านปีและ 4.47 พันล้านปี ตามลำดับ) ซึ่งหมายความว่าเราสามารถใช้ไอโซโทปเหล่านี้เพื่อระบุโดยตรงว่าเหตุการณ์หนึ่งเกิดขึ้นนานเท่าใด

กลุ่มอุกกาบาต

Erg Chech 002 คือสิ่งที่เรียกว่า “อะคอนไดรต์ที่ไม่ได้จัดกลุ่ม” อะคอนไดรต์เป็นหินที่เกิดจากดาวเคราะห์ที่หลอมละลาย ซึ่งเป็นสิ่งที่เราเรียกว่าก้อนแข็งในกลุ่มเมฆก๊าซและเศษซากที่ก่อตัวเป็นระบบสุริยะ มีการระบุแหล่งที่มาของอะคอนไดรต์จำนวนมากที่พบบนโลกแล้ว

ก้อนหินเล็กๆ ที่วางพิงไม้บรรทัด — อุกกาบาต Achondrite เช่น Erg Chech 002 ให้เบาะแสเกี่ยวกับช่วงปีแรกๆ ของระบบสุริยะ เครดิตรูปภาพ: ยูริ Amelin, CC BY

ส่วนใหญ่อยู่ในกลุ่มที่เรียกว่า Howardite-Eucrite-Diogenite ซึ่งเชื่อกันว่ามีต้นกำเนิดมาจากเวสตา 4 ซึ่งเป็นหนึ่งในดาวเคราะห์น้อยที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ Achondrites อีกกลุ่มหนึ่งเรียกว่า angrites ซึ่งทั้งหมดมีร่างกายของผู้ปกครองที่ไม่ปรากฏชื่อ

ส่วนอะคอนไดรต์อื่นๆ รวมถึง Erg Chech 002 นั้น “ไม่ได้จัดกลุ่ม”: ไม่ทราบเนื้อความพ่อแม่และความสัมพันธ์ในครอบครัว

อะลูมิเนียมกระจายตัวเป็นก้อน

ในการศึกษา Erg Chech 002 ของเรา เราพบว่ามันมีตะกั่ว-206 และตะกั่ว-207 ในปริมาณมาก รวมถึงยูเรเนียม-238 และยูเรเนียม-235 ที่ยังไม่สลายตัวในปริมาณที่ค่อนข้างมาก

การวัดอัตราส่วนของไอโซโทปตะกั่วและยูเรเนียมทั้งหมดเป็นสิ่งที่ช่วยให้เราประมาณอายุของหินได้อย่างแม่นยำอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน นอกจากนี้เรายังเปรียบเทียบอายุที่คำนวณของเรากับข้อมูลอะลูมิเนียม-26 ที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้สำหรับ Erg Chech 002 รวมถึงข้อมูลของอะคอนไดรต์อื่นๆ

การเปรียบเทียบกับกลุ่มของหินอะคอนไดรต์ที่เรียกว่า โวลเคนิก แองไรต์ นั้นน่าสนใจอย่างยิ่ง เราพบว่าส่วนต้นกำเนิดของ Erg Chech 002 ต้องก่อตัวขึ้นจากวัสดุที่มีอะลูมิเนียม-26 มากเป็นสามหรือสี่เท่าของแหล่งกำเนิดของส่วนต้นกำเนิดของอังเกรียต นี่แสดงให้เห็นว่าอะลูมิเนียม-26 มีการกระจายค่อนข้างไม่สม่ำเสมอตลอดกลุ่มเมฆฝุ่นและก๊าซซึ่งก่อตัวเป็นระบบสุริยะ

ผลลัพธ์ของเราช่วยให้เข้าใจระยะพัฒนาการแรกสุดของระบบสุริยะได้ดีขึ้น และประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของดาวเคราะห์ที่กำลังเติบโต การศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลุ่มอะคอนไดรต์ที่หลากหลายจะช่วยขัดเกลาความเข้าใจของเราต่อไปและเพิ่มความสามารถของเราในการสร้างประวัติศาสตร์ยุคแรกเริ่มของระบบสุริยะของเราขึ้นมาใหม่อย่างไม่ต้องสงสัย

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

เครดิตภาพ: สตีฟ เจอร์เวตสัน / วิกิมีเดีย, CC BY-SA