Nieuw werk onder leiding van Carnegie's Peng Ni en Anat Shahar onthult nieuwe details over de oudste planetaire objecten van ons zonnestelsel, die uit elkaar braken in lang geleden botsingen om ijzerrijke meteorieten te vormen. Hun bevindingen onthullen dat de verschillende chemische kenmerken van deze meteorieten kunnen worden verklaard door het proces van kernkristallisatie in hun ouderlichamen, het verdiepen van ons begrip van de geochemie die zich voordeed in de jeugd van het zonnestelsel. Ze zijn uitgegeven door Natuur Geowetenschappen .

Veel van de meteorieten die door de atmosfeer van onze planeet schoten en op het oppervlak neerstortten, maakten ooit deel uit van grotere objecten die op een bepaald moment in de geschiedenis van ons zonnestelsel uiteenvielen. De gelijkenis van hun chemische samenstelling vertelt wetenschappers dat ze zijn ontstaan ​​als onderdeel van gemeenschappelijke ouderlichamen, ook al kwamen ze hier eeuwen na elkaar en op enorm verschillende locaties aan.

Het ontcijferen van de geologische processen die deze ouderlichamen hebben gevormd, zou ons meer kunnen leren over de geschiedenis van ons zonnestelsel en de beginjaren van de aarde. Om echt te begrijpen wat onze planeet in staat stelt om leven in stand te houden, en elders bewoonbare werelden te zoeken, het is van cruciaal belang om het interieur ervan te begrijpen - verleden en heden.

"Zoals de rotsachtige planeten van ons zonnestelsel, deze planetesimalen zijn opgehoopt uit de schijf van stof en gas die onze zon in zijn jeugd omringde, " legde hoofdauteur Ni uit. "En zoals op aarde, eventueel, het dichtste materiaal zonk naar het midden, vormen verschillende lagen."

Men dacht dat ijzermeteorieten de overblijfselen waren van de kernen van hun oude, uit elkaar vallende ouderlichamen.

"Een geschiedenis van hoe hun lagen gedifferentieerd zijn, is vastgelegd in hun chemische samenstelling, als we het kunnen lezen, ' zei Shahar.

Er zijn vier stabiele isotopen van ijzer. (Elk element bevat een uniek aantal protonen, maar zijn isotopen hebben verschillende aantallen neutronen.) Dit betekent dat elke ijzerisotoop een iets andere massa heeft dan de andere. Als resultaat, sommige isotopen hebben de voorkeur bij bepaalde chemische reacties, die, beurtelings, beïnvloedt het aandeel van die isotoop in de eindproducten van de reactie.

De sporen van dit vriendjespolitiek zijn te vinden in gesteentemonsters en kunnen helpen bij het ophelderen van de processen die deze meteorietouderlichamen hebben gesmeed.

Eerder onderzoek naar de verhoudingen van ijzerisotopen in ijzermeteorieten leidde tot een raadselachtige observatie:vergeleken met de grondstof waaruit hun ouderlichamen waren opgebouwd, ze zijn verrijkt met zware isotopen van ijzer.

Samen met Nancy Chabot en Caillin Ryan van het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Ni en Shahar stelden vast dat deze verrijking volledig kan worden verklaard door de kristallisatie van de kern van een ouderobject.

De onderzoekers gebruiken laboratoriumgebaseerde mimicry om de temperaturen van kernkristallisatie in moederlichamen van ijzermeteoriet te simuleren. Geavanceerde modellen van het kristallisatieproces inclusief andere elementaire concentraties, bijvoorbeeld van goud en iridium, evenals isotopen van ijzer - bevestigden hun bevindingen.

"Dit verbeterde begrip van kernkristallisatie draagt ​​bij aan onze kennis over de vormende periode van ons zonnestelsel, ’ concludeerde Ni.