«Палласиты – самые красивые и необычные метеориты с оптической точки зрения», – говорит д-р. Николас Вальте, первый автор исследования, в восторженном голосе.
Они относятся к группе каменно-железных метеоритов и представляют собой кристаллы зеленого оливина, внедренные в никель и железо. Несмотря на десятилетия исследований, их точное происхождение оставалось тайной.
Чтобы решить эту загадку, доктор. Николя Вальте, приборолог из Центра Хайнца Майера-Лейбница (MLZ) в Гархинге, вместе с коллегами из Баварского геоинститута при Университете Байройта и Лондонского королевского университета Холлоуэй исследовал процесс образования палласита. Во-первых, им удалось экспериментально воспроизвести структуру всех типов палласитов.
Развертывание инструмента SAPHiR
Для своих экспериментов команда использовала многопозиционный пресс SAPHiR, созданный под руководством проф. Ганс Кепплер из Баварского геоинститута в MLZ и аналогичной прессы MAVO в Байройте. Хотя нейтроны из FRM II еще не поступили в SAPHiR, эксперименты под высоким давлением и при высоких температурах уже можно проводить.
«С усилием прессования 2400 тонн SAPHiR может оказывать давление в 15 гигапаскалей (ГПа) на образцы при температуре более 2000 ° C», – поясняет Уолт. "Это вдвое больше давления, необходимого для превращения графита в алмаз.«Чтобы смоделировать столкновение двух небесных тел, исследовательской группе потребовалось давление всего 1 ГПа при 1300 ° C.
Как образуются палласиты?
До недавнего времени считалось, что палласиты образуются на границе между металлическим ядром и скалистой мантией астероидов. Согласно альтернативному сценарию, палласиты образуются ближе к поверхности после столкновения с другим небесным телом.
Во время удара расплавленное железо из ядра ударника смешивается с богатой оливином мантией материнского тела.
Проведенные эксперименты подтвердили эту гипотезу удара. Еще одной предпосылкой образования палласитов является то, что железное ядро и скальная мантия астероида заранее частично разделились.
Все это произошло вскоре после их образования около 4.5 миллиардов лет назад.
Во время этой фазы астероиды нагреваются до тех пор, пока более плотные металлические компоненты не расплавляются, и опускаются к центру небесных тел.
Ключевой вывод исследования заключается в том, что оба процесса – частичное разделение ядра и мантии и последующее воздействие другого небесного тела – необходимы для образования палласитов.
Понимание происхождения солнечной системы
"Как правило, метеориты являются самыми древними напрямую доступными элементами нашей солнечной системы. «Возраст Солнечной системы и ее ранняя история определяются в первую очередь на основе исследования метеоритов», – объясняет Уолте.
«Как и многие астероиды, Земля и Луна разделены на несколько слоев, состоящих из ядра, мантии и коры», – говорит Николас Вальте. "Таким образом, сложные миры были созданы путем скопления космического мусора.
В случае с Землей это в конечном итоге заложило основы для возникновения жизни."
Эксперименты с высоким давлением и сравнение с палласитами подчеркивают важные процессы, которые происходили в ранней Солнечной системе. Эксперименты команды позволяют по-новому взглянуть на столкновение и смешивание материалов двух небесных тел и последующее быстрое охлаждение вместе.
Это будет изучено более подробно в будущих исследованиях.