Studiu: Sistemul solar a preferat roca topită, nu gheața, în formarea primelor corpuri solide
În urmă cu aproximativ 4,6 miliarde de ani, când sistemul solar a început să-și construiască primele corpuri solide – planete, sateliți și protoplanete –, avea la dispoziție două ingrediente principale: condrulele, fragmente milimetrice de rocă formate la temperaturi ridicate, și matricea, un praf fin și rece, bogat în gheață de apă și molecule organice. Un nou studiu arată că sistemul solar a ales, încă de la început, „focul” în detrimentul „gheții”.
Dovezi geochimice din primele milioane de ani
Cercetătorii au găsit primele dovezi geochimice că, în primul milion de ani de la formarea sistemului solar, acesta sorta deja preferențial condrulele în defavoarea matricei. Studiile anterioare reușiseră să documenteze acest proces doar pentru obiecte formate la 2–4 milioane de ani după originea sistemului solar. Lucrarea este publicată în revista Nature Astronomy.
„Munca noastră arată că acest proces de asamblare a fost remarcabil de selectiv încă de la bun început”, a declarat Damanveer Grewal, profesor asistent de științe ale Pământului și planetare la Facultatea de Arte și Științe a Universității Yale și primul autor al studiului. „Cele mai timpurii corpuri din sistemul solar exterior au fost construite din 83% până la 92% condrule, cu foarte puțin din praful rece, bogat în substanțe volatile, care domină obiectele formate mai târziu.”
Condrulele se găsesc în condrite – cele mai primitive meteorite din colecțiile geologice. „Le poți ține în mână și știi că au făcut parte dintr-un proces care a început acum miliarde de ani”, a spus Grewal. „Este o scară de timp greu de cuprins cu mintea.”
O lacună în registrul geologic timpuriu
Se știa de ceva timp că, printre condritele carbonice – meteorite pietroase primitive care conțin compuși organici și apă printre mineralele lor silicatice – provenite din sistemul solar exterior, cele formate mai devreme conțineau un procent mai mare de condrule și mai puțină matrice. Acest lucru sugera că, în zonele unde se formau primele corpuri solide, numite planetesimale, praful rece era deja înlăturat în favoarea condrulelor formate la temperaturi înalte. Totuși, nu s-a păstrat niciun corp nediferențiat din acea epocă timpurie – primul milion de ani al sistemului solar – care să confirme raportul original dintre condrule și matrice.
Indicii chimice din meteoriții de fier
Soluția găsită de Grewal a fost să caute trasori chimici în meteoriții de fier din sistemul solar exterior, care să indice o eră mai veche. Corpurile-mamă din care provin acești meteoriți acumulaseră atât de mult aluminiu-26 radioactiv încât s-au topit complet, distrugând orice urmă fizică a compoziției lor originale. Cu toate acestea, doi trasori chimici independenți le-au permis cercetătorilor să reconstruiască compoziția inițială. Ambii trasori sunt legați de matrice: sulful, care există în formă concentrată în matrice, și starea de oxidare a fierului, care relevă câtă gheață de apă și praf oxidat a încorporat corpul original.
Doi trasori, același rezultat
Folosind acești trasori, cercetătorii au calculat niveluri de matrice de doar 8% până la 17% în corpurile originale din care provin meteoriții de fier – mai scăzute decât cele găsite în orice condrită cunoscută. „Ambii trasori spun independent aceeași poveste: aceste planetesimale timpurii erau remarcabil de sărace în matrice”, a afirmat Grewal. „Această convergență face rezultatul robust.”
Potrivit cercetătorului, descoperirile ajută și la explicarea motivului pentru care condrulele mai vechi sunt rare în registrul meteoriților: ele au fost încorporate în corpuri care ulterior s-au topit, ștergând dovezile fizice. „Aceste mici bile de rocă omniprezente sunt cărămizile de bază din care au fost asamblate în cele din urmă planetele”, a spus Grewal. „Iar acum știm că erau deja sortate și încorporate în prima generație de corpuri solide încă de la bun început.”
Co-autori ai studiului sunt Zhongtian Zhang de la Universitatea Princeton și Joanna Drążkowska de la Institutul Max Planck pentru Cercetarea Sistemului Solar din Germania.
