Wetenschappers geloven dat het zonnestelsel zo'n 4,6 miljard jaar geleden werd gevormd toen een wolk van gas en stof onder de zwaartekracht instortte, mogelijk veroorzaakt door een catastrofale explosie van een nabijgelegen massieve ster of supernova. Toen deze wolk instortte, het vormde een draaiende schijf met de zon in het midden.

Sindsdien hebben wetenschappers de vorming van het zonnestelsel stukje bij beetje kunnen vaststellen. Nutsvoorzieningen, nieuw onderzoek heeft wetenschappers van de Universiteit van New Mexico in staat gesteld, Arizona State University en NASA's Johnson Space Center om nog een stukje aan die puzzel toe te voegen met de ontdekking van de oudste ooit gedateerde stollingsmeteoriet.

Het onderzoek, getiteld "Siliciumrijk vulkanisme in het vroege zonnestelsel gedateerd op 4.565 Ga, " werd vandaag gepubliceerd in Natuurcommunicatie . Dit onderzoek levert direct bewijs dat zich in de eerste 10 miljoen jaar voorafgaand aan de assemblage van de terrestrische planeten chemisch geëvolueerde silicarijke korstgesteenten op planetesimalen vormden en helpt wetenschappers de complexiteit van planeetvorming beter te begrijpen.

"De leeftijd van deze meteoriet is de oudste, stollingsmeteoriet ooit geregistreerd, " zei professor en directeur van het UNM Institute of Meteoritics Carl Agee. "Dit is niet alleen een buitengewoon ongewoon gesteente, het vertelt ons dat niet alle asteroïden er hetzelfde uitzien. Sommige lijken bijna op de aardkorst omdat ze zo licht gekleurd en vol SiO2 zijn. Deze bestaan ​​niet alleen, maar het gebeurde tijdens een van de allereerste vulkanische gebeurtenissen die plaatsvonden in het zonnestelsel."

Het onderzoek begon zich te ontvouwen bij UNM toen afgestudeerde student en hoofdauteur Poorna Srinivasan, vroeg Agee om ideeën voor haar Ph.D. stelling. Agee had een nog te bestuderen korstgesteente dat werd gevonden in een zandduin in Mauritanië door een nomade die hij ontving van een meteoriethandelaar. Het gesteente was lichter van kleur dan de meeste meteorieten en was doorspekt met groene kristallen, holten en omgeven door quench melt. Hij gaf het monster aan Srinivasan die de mineralogie van de rots begon te bestuderen, Noordwest-Afrika (NWA) 11119.

Met behulp van een elektronenmicrosonde en een CT-scan (computertomografie) bij UNM en NASA's Johnson Space Center-faciliteiten, Srinivasan begon de samenstelling en mineralogie van het gesteente te onderzoeken. Srinivasan begon de fijne kneepjes van NWA 11119 op te merken en merkte de ongebruikelijke lichtgroene fusiekorst op, silica mineraalrijke achondriet meteoriet die informatie bevat die de wetenschappelijke kennis aanzienlijk verbreedt met betrekking tot het bereik van vulkanische gesteentesamenstellingen binnen de eerste 3,5 miljoen jaar van de schepping van het zonnestelsel.

"De mineralogie van dit gesteente is een zeer, heel anders dan alles waar we eerder aan hebben gewerkt, " zei Srinivasan. "Ik heb de mineralogie onderzocht om alle fasen te begrijpen waaruit de meteoriet bestaat. Een van de belangrijkste dingen die we als eerste zagen, waren de grote silicakristallen van tridymiet, dat vergelijkbaar is met het mineraal kwarts. Toen we verdere beeldanalyses uitvoerden om de tridymiet te kwantificeren, we ontdekten dat de aanwezige hoeveelheid maar liefst 30 procent van de totale meteoriet was - deze hoeveelheid is ongehoord in meteorieten en wordt alleen op deze niveaus gevonden in bepaalde vulkanische rotsen van de aarde."

Een deel van Srinivasan's onderzoek omvatte ook het proberen te achterhalen door middel van chemische en isotopenanalyses van welk lichaam de meteoriet zou kunnen zijn. Gebruikmakend van zuurstofisotopen in samenwerking met Dr. Karen Ziegler in UNM's Centre for Stable Isotope (CSI) lab, ze was in staat om vast te stellen dat het absoluut buitenaards was.

"Op basis van zuurstofisotopen, we weten dat het van een buitenaardse bron ergens in het zonnestelsel komt, maar we kunnen het niet echt lokaliseren op een bekend lichaam dat is bekeken met een telescoop, " zei Srinivasan. "Echter, door de gemeten isotopenwaarden, we waren in staat om het mogelijk in verband te brengen met twee andere ongewone meteorieten (Noordwest-Afrika 7235 en Almahata Sitta), wat suggereert dat ze allemaal van hetzelfde ouderlichaam zijn - misschien een grote, geologisch complex lichaam dat zich in het vroege zonnestelsel heeft gevormd."

Een mogelijkheid is dat dit ouderlichaam werd verstoord door een botsing met een andere asteroïde of planetesimal en dat sommige van zijn uitgeworpen fragmenten uiteindelijk de baan van de aarde bereikten, vallen door de atmosfeer en eindigen als meteorieten op de grond – in het geval van NWA 11119, vallen in Mauritanië op een nog onbekende tijd in het verleden.

"De zuurstofisotopen van NWA11119, NWA 7235, en Almahata Sitta zijn allemaal identiek, maar deze rots – NWA 11119 – valt op als iets heel anders dan een van de meer dan 40, 000 meteorieten die op aarde zijn gevonden, ' zei Srinivasan.

Verder, onderzoek met behulp van een inductief gekoppelde plasma-massaspectrometrie werd uitgevoerd in het Isotope Cosmochemistry and Geochronology Laboratory (ICGL) van het Center for Meteorite Studies aan de Arizona State University om de precieze vormingsleeftijd van de meteoriet te bepalen. Het onderzoek bevestigde dat NWA 11119 de oudste stollingsmeteoriet ooit is die op 4,565 miljard jaar is geregistreerd.

"Het doel van dit onderzoek was om de oorsprong en vormingstijd van een ongewoon silica-rijke stollingsmeteoriet te begrijpen, " zegt co-auteur en directeur van ASU's Center for Meteorite Studies, Meenakshi Wadhwa. "De meeste andere bekende stollingsachtige asteroïde meteorieten hebben 'basaltische' samenstellingen met veel lagere hoeveelheden silica - dus we wilden begrijpen hoe en wanneer deze unieke silica-rijke meteoriet zich vormde in de korst van een asteroïde in het vroege zonnestelsel."

De meeste meteorieten worden gevormd door de botsing van asteroïden die rond de zon draaien in een gebied dat de asteroïdengordel wordt genoemd. Asteroïden zijn de overblijfselen van de vorming van de vorming van het zonnestelsel zo'n 4,6 miljard jaar geleden. De chemische samenstelling varieert van oude stollingsmeteorieten, of achondrieten, zijn de sleutel tot het begrijpen van de diversiteit en geochemische evolutie van planetaire bouwstenen. Achondrite meteorieten registreren de eerste afleveringen van vulkanisme en korstvorming, waarvan de meeste basalt.

"De bestudeerde meteoriet is anders dan alle andere bekende meteorieten, " zegt co-auteur en ASU School of Earth and Space Exploration afgestudeerde student Daniel Dunlap. "Het heeft de hoogste hoeveelheid silica en de oudste leeftijd (4,565 miljard jaar oud) van alle bekende stollingsmeteoriet. Meteorieten zoals deze waren de voorlopers van planeetvorming en vertegenwoordigen een cruciale stap in de evolutie van rotsachtige lichamen in ons zonnestelsel."

"Dit onderzoek is de sleutel tot hoe de bouwstenen van planeten vroeg in het zonnestelsel werden gevormd, "zei Agee. "Als we vandaag uit het zonnestelsel kijken, we zien volledig gevormde lichamen, planeten, asteroïden, kometen enzovoort. Vervolgens, onze nieuwsgierigheid drijft ons altijd om, om de vraag te stellen:hoe zijn ze ontstaan? Hoe is de aarde ontstaan? Dit is eigenlijk een ontbrekend deel van de puzzel die we nu hebben gevonden en die ons vertelt dat deze stollingsprocessen werken als kleine hoogovens die steen smelten en alle vaste stoffen van het zonnestelsel verwerken. uiteindelijk, dit is hoe planeten worden gesmeed."