Skład izotopowy meteorytów pozwala na lepsze poznanie początków Układu Słonecznego
Jednym z najciekawszych aspektów meteorytów może wydawać się spektakularny rozbłysk światła powstający z chwilą wejścia obiektu w atmosferę, gdy zamienia się w lśniącą kulę ognia. Kosmochemicy badają jednak meteoryty z innego powodu – zawierają one bowiem zapis bardzo wczesnej historii Układu Słonecznego, sięgającej nawet 4,6 miliarda lat wstecz. W meteorytach można znaleźć informacje o tym, w jaki sposób Układ Słoneczny wyewoluował, by nabrać znanego nam dzisiaj kształtu, ze Słońcem i planetami. Niektóre meteoryty dostarczają naukowcom wskazówek na temat proporcji pierwiastków występujących w całym Układzie Słonecznym. Pomiar zmian ilości izotopów występujących w meteorytach pozwala na przybliżone określanie budowy oraz różnicowania ciał planetarnych w początkowych okresach istnienia Układu Słonecznego. „Połączenie danych uzyskanych na podstawie datowania izotopowego oraz badania zawartości izotopów w meteorytach pozwala nam uzyskać nową wiedzę na temat pochodzenia pierwszych materiałów, które powstały w początkowych okresach istnienia Układu Słonecznego, a także sposobu, w jaki łączyły się w celu tworzenia planet”, wyjaśnia Martin Bizzarro, koordynator finansowanego przez Unię Europejską projektu stardust2asteroids. „Koncepcja analizy izotopowej meteorytów jest porównywalna do badania kodu genetycznego w celu lepszego zrozumienia procesu ewolucji człowieka. Każda planeta lub asteroida ma pewną sygnaturę izotopową. Przykładowo Ziemia i Mars charakteryzują się wyjątkowym składem pod względem pierwiastków takich jak wapń czy tytan, które powstawały z innych materiałów prekursorowych”, dodaje Bizzarro. Wykorzystanie tego podejścia pozwala nam na prześledzenie drogi materiałów prekursorowych występujących na planetach zarówno w przestrzeni, jak i w czasie.
Chondry – możliwość podróży w czasie do dni, w których powstawały planety
Najstarsze i najbardziej dziewicze meteoryty nazywamy chondrytami. W niemal każdym z nich znajdują się niewielkie ziarna nazywane chondrami – milimetrowe obiekty powstałe ze swobodnie unoszących się cząstek pyłu w dyskach protoplanetarnych. Naukowcy uważają, że mogą one stanowić odzwierciedlenie wczesnych jąder planet. W swoim badaniu opublikowanym w czasopiśmie naukowym „Science Advances” zespół projektu stardust2asteroids określił chronologię powstawania chondr na podstawie analizy izotopowej. Naukowcy wykazali, że chondry powstały w ciągu pierwszego miliona lat od uformowania się Słońca, a ich ponowne wykorzystanie oraz transfer masy na zewnątrz następował w całym okresie istnienia dysku protoplanetarnego. Wnioski płynące z badania przeprowadzonego w ramach projektu potwierdzają, że chondry stanowią przykład jednego z najstarszych materiałów stałych występujących w Układzie Słonecznym, stanowiącego zarazem podstawę szybkiego rozwoju planet. Różnice w składzie izotopowym wapnia w wewnętrznej części Układu Słonecznego mogą zostać wykorzystane w celu zbadania zależności między meteorytami a występującymi w tym obszarze planetami skalistymi. Izotopy wapnia biorą udział w powstawaniu skał – właśnie dlatego jest możliwe zbadanie ich w celu uzyskania informacji na temat pochodzenia planety. W badaniu opublikowanym w czasopiśmie „Nature” zespół projektowy stwierdził, że proporcje izotopów wapnia w próbkach były zgodne z masami planet, z których pochodziły, a także masami meteorytów. Stanowi to dowód potwierdzający koncepcję, że planety skaliste powstały w wyniku akrecji chondr w ciągu pierwszych pięciu milionów lat od powstania dysków protoplanetarnych. W innym badaniu opublikowanym w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences” naukowcy wykazali, że bogate w metale chondryty węgliste powstały na zewnętrznych rubieżach Układu Słonecznego, gdzie znajdują się meteory. Tego rodzaju meteoryty umożliwiają naukowcom wgląd w początki Układu Słonecznego i pokazują, że materiały, dzięki którym było możliwe powstanie życia na Ziemi, pochodzą z kosmosu. Projekt stardust2asteroids przyczynił się do lepszego zrozumienia pochodzenia materii oraz sposobu, w jaki materia umożliwiła powstanie planet w ekostrefie naszego Układu Słonecznego. „Sukces naszych wysiłków opiera się na wykorzystywanych przez nasz zespół zaawansowanych technikach, które pozwoliły nam na pomiar składu izotopowego rzadkich materiałów pozaziemskich z najwyższą możliwą dokładnością”, podsumowuje Bizzarro.
Słowa kluczowe
stardust2asteroids, planeta, układ słoneczny, meteoryt, chondry, wapń, analiza izotopowa, dysk protoplanetarny, chondryt
