https://bodybydarwin.com
Slider Image

Disse diamanter er små, mangelfulde og kan komme fra en lang mistet planet

2020

I 2008 smittede en klippe med små diamanter gennem miles af fortykning af nitrogen, ilt og kuldioxid, hvor det udvendigt blev opvarmet, da det kørte gennem den tykke luft. Et teleskop spores fremskridt og så, mens den asteroide-vendte meteor eksploderede. Det voldelige spræng 23 km over jorden sendte fragmenter, der kørte hurtigt mod deres hvileplads, mørke mod sandet i den Nubiske ørken i Sudan.

Eksplosionen og nedbruddet var bare det seneste af åre af indigniteter, fra et højt tryk, der begyndte i en lovende planetarisk opstart, til en kataklysmisk fiasko, til milliarder af år med målløs vandring rundt om solsystemet.

En ny undersøgelse offentliggjort i Nature Communications i dag tilbyder en dramatisk oprindelseshistorie for meteoritten. Baseret på materialer, der findes inde i diamanterne, der ligger inde i, tror forskere, at dette kan være resterne af en længe mistet planet eller planetarisk embryo; en, der stadig var i sin spædbarn, da kaoset i det tidlige solsystem udslettede det.

I dette tilfælde er diamanter ikke den vigtigste del af denne historie. De er bare den kraftige emballage til meget mere dyrebar last, der opbevares indeni. Mens en juveler kan se en smule klipper fanget inde i en diamant som en fejl, er det for en geolog dyrebar. På grund af deres stærke krystalstruktur kan diamanter bevare minuscule bits af materiale, der ellers ville forsvinde under universets ubarmhjertige foranderlighed over tid.

Forsker Farhang Nabiei - fra École Polytechnique Fédérale de Lausanne i Schweiz - så på forholdet mellem diamanter og lagene af grafit, der omgiver dem, da han begyndte at undre sig over de små lommer med stoffer, der var fanget inde.

Ved nærmere undersøgelse fandt han, at materialet inde i diamanterne kun kunne være dannet ved utroligt høje tryk meget højere end noget meteoritten ville have været udsat for, da det styrtede ned mod Jorden. Disse diamanter må have haft vægten af ​​en hel verden l litterært. Ved 20 gigapascals forekommer sandsynligvis det pres, der er nødvendigt for at danne disse stoffer, dybt inde i en planet en mellem størrelsen på Merkur og Mars.

Denne besøgende var ikke fra Merkur eller Mars. Meteoritten blev klassificeret som en ureilit, en gruppe af meteoritter med en mystisk oprindelse, stykker af et eller andet planetlegeme eller asteroide, der ikke helt matcher nogen af ​​de stenede kroppe, som mennesker har registreret i dag. Forskere vidste allerede, at uanset hvad det var, var det sandsynligvis opfyldt sin ende i nedrivningsderbyet af det tidlige solsystem, men omfanget af objektet (eller objekterne) var stadig ukendt, indtil indeslutningerne blev beskrevet. Størrelsen af ​​diamanter er en anden ledetråd i deres dybe oprindelse.

100 mikron virker ikke meget stor it s størrelsen af ​​et menneskehår mind disse er meget større diamanter, end man ville få under omdannelsen af ​​grafit til diamant i en chok, siger Thomas Sharp, en geolog ved Arizona State University, der ikke var involveret i den nye forskning, men studerer meteoritter ved hjælp af lignende elektronmikroskopieringsværktøjer.

”Et vigtigt stykke af puslespillet er, at diamanterne er store og zonerede, hvilket stærkt understøtter ideen om, at de dannede dybt i et legems indre (og ikke i en påvirkning, f.eks.) Rebecca Fischer, en planetvidenskabsmand ved Harvard University, som var ikke er involveret i undersøgelsen, sagde det i en e-mail. Fischer påpeger, at massens sammensætning af materialet (en jern-svovlforbindelse med nikkel (Ni) og fosfor (P)) inde i diamanten sandsynligvis kun dannes ved høje tryk. "Fe3S er en godt studeret fase, der kun er stabil over 21 GPa. Tilføjelse i Ni og P kan ændre det tryk, som det er stabilt på, men forfatterne hævder, at dette ikke ville være en stor effekt i betragtning af den bulkkomposition, de ser. Dette kunne verificeres i fremtidige eksperimentelle undersøgelser. Det vil også være interessant at komme videre med at kigge på diamanter fra ureilitter for at se, om de har indfanget andre høje trykfaser i indeslutninger, hvilket ville give stærk støtte til forfatterens fortolkning. ”Siger Fischer.

Dette tilføjer bevis på, at protoplaneter eller planetembryoer optrådte tidligt i dannelsen af ​​solsystemet, når ting så langt mindre afgjort end de gør i dag. Jupiter og de andre gasplaneter voksede hurtigt, og deres tyngdekraft (sammen med Solens) havde en tendens til at kaste mindre genstande rundt. Disse mindre genstande dannede sig også hurtigt. Tidligere undersøgelser af isotoper fundet i Martiske meteoritter viser, at planeten hurtigt dannede sig i de første 2 millioner år af solsystemets eksistens. Implikationen var, at Mars er et strandet planetembryo af den størrelse, der gød meget tidligt, hvilket antydede, at der var planetariske organer af den størrelse, der dannede sig meget tidligt og deltog i planetdannelsesscenarierne, siger Meenakshi Wadhwa, direktør for Center for Meteorite Studies hos ASU, der ikke var involveret i den aktuelle forskning.

"Dynamiske modeller har længe antydet tilstedeværelsen af ​​mange legemer i størrelsesordenen til månen i det indre solsystem ved begyndelsen af ​​jordbunden planetafgrening, men de menes generelt at være blevet inkorporeret i planeter eller mistet - akkrediteret af solen eller udsendt fra solsystemet, siger Fischer for eksempel. "Dette er virkelig spændende bevis for, at vi faktisk har prøver af et af disse kropper i vores meteoritregister, ureilitterne."

Planetforskere er stadig ikke helt sikre på, hvor det overordnede legeme, der brød sammen i ureilitter dannet i solsystemet, eller hvordan det i sidste ende blev ødelagt, men de analyserer prøver samlet fra hele verden for at prøve at lære mere om, hvad der kom før .

”Der har været andre klasser af meteoritter, der er blevet undersøgt, hvor det blev antydet, at de måske var stammet fra et stort, overordnet organ, men det blev ikke kvantificeret i dette omfang, ” siger Wadhwa. Wadhwa ser på kronologien i det tidlige solsystem, og måler, hvor tidlige skorpe dannet på planetariske embryoner (2-4 millioner år efter dannelse af solsystemet *), og andre grupper undersøger, hvor tidligt de tætte metalkerner fra tidlige planeter måtte dannes (før solsystemet var 1 million år gammelt). Men at finde ud af, hvor gamle disse genstande var, var en ting. At vurdere hvor store de ville have været er en anden udfordring. ”Jeg vil sige, at dette er det mest kvantificerede skøn over en krop, der ikke længere er i størrelse. Det er spændende fra det perspektiv. ”Siger Wadhwa.

Computermodeller, der specificerer dannelsen af ​​solsystemet, forudsiger en hurtig formationsproces. Ud af disken med gas og støv, der omgiver vores stjerne, hvirvlede gasgiganter hurtigt sammen, med flere klippekropper, som snart blev stablet sammen. Mens vi i dag kun har fire stenede planeter sammen med en knusning af måner og asteroider, dengang - i de første 10 millioner år af solsystemet - siger Nabiei, at der kan have været snesevis af planetariske embryoner, der hver akkumulerer lige så meget materiale som det kunne.

Det var mildest talt overfyldt. Og som i ethvert overfyldt miljø var der undertiden sammenstød. Lejlighedsvis var dette kreative processer, hvor en nedbrud gav anledning til vores måne. Men i andre tilfælde var de ødelæggende.

Meteoritfragmenterne fra ørkenen vidner også om denne destruktive proces. Diamanterne er relativt store til meteoritter - ca. 10 mikrometer på tværs. Den store størrelse af diamanter blev beskrevet i tidligere litteratur. Men den nye forskning fra Nabiei og kolleger viser, at diamanterne ud over at tjene som tidskapsler fra de tidlige dage af vores 4, 6 milliarder år gamle stjernesystem også er tegn på nogle grove interplanetære forbindelser.

Diamanterne var omgivet af grafitlag, hvilket ikke er så usædvanligt. Grafit og diamant er bare forskellige former for det samme materiale, kulstof. Men baseret på justeringen af ​​diamanter, tror Nabiei ikke, at de dannede sig fra den omgivende grafit. I stedet blev diamanter sandsynligvis delvist omdannet til grafit under en enorm, chokerende begivenhed, sandsynligvis den samme kollision, der adskilte den fra dens forældrekrop, den dårlige skæbne planetesimale.

Der er stadig mange andre ureilite-prøver, der skal undersøges og testes for at se, om de passer ind i billedet af den længe mistede planet, som denne forskning har tegnet for os.

”Det rejser spørgsmålet, er der flere af disse?” Siger Sharp. "Er der andre prøver med diamanter i dem, der har brug for yderligere karakterisering for at bestemme, om de dannede sig i store kroppe i modsætning til chokhændelser?"

”Vi lavede et billede baseret på en bestemt ureilite-prøve, nu prøver vi at se på de andre prøver og passe dem ind i billedet, ” siger Nabiei. Jeg spørger, om det er som et puslespil, og han griner og er enig. ”I det mindste nu ved vi, at det er et stort puslespil, ” siger Nabiei.

Nabiei ser frem til at præsentere sit arbejde og tale med andre forskere om papiret. Han siger, at han oprindeligt planlagde at diskutere denne forskning på et møde i den amerikanske geofysiske union i december sidste år.

"Jeg var virkelig begejstret over at tale om det med mennesker og alle forskere der, men det skete ikke, Nabiei siger. Han er iransk, og det nylige rejseforbud betød, at han blev nægtet et visum." Jeg vil præsentere det i Paris, men i det mindste foreløbigt er USA uden for grænserne for os. "

Nabiei vil fortsætte sin forskning i Schweiz ved at bruge minuscule fragmenter til at dele nogle af de mest gabende huller i vores solsystemes historie.

”Vi ser på indeslutninger, der er snesevis af nanometer, og så taler vi om planeter, der er tusinder af kilometer i diameter, ” siger Nabiei. ”Det er som to ekstremer i størrelsesområdet. Jeg kunne aldrig forestille mig, at selvom mikroskopi kunne jeg tale om planetarisk dannelse. Det er som at skubbe grænserne for, hvad vi kan se. ”

De seneste Apple-produktopdateringer inkluderer en hurtigere iMac og forvirrende nye iPads (Opdatering: også nye AirPods!)

De seneste Apple-produktopdateringer inkluderer en hurtigere iMac og forvirrende nye iPads (Opdatering: også nye AirPods!)

Hver DIYer bør vide om disse apps

Hver DIYer bør vide om disse apps

Hjernerystelser foretager varige ændringer i hjernen, selv efter at du har det godt

Hjernerystelser foretager varige ændringer i hjernen, selv efter at du har det godt