一个135岁的陨石神秘的潜在解决方案
这是一个艺术家的日子般的恒星的演绎,因为它可能已经看过了一百万岁的时候。作为一个宇宙化学家,芝加哥大学的劳伦斯格罗斯曼重建了从太阳星云中凝聚的矿物序列,最终形成了太阳和行星的原始气体云。Nasa / JPL-CALTECH / T的插图。Pyle,SSC.
芝加哥大学的科学家可能已经发现了一个135岁的陨石神秘的解决方案,揭示了棺材可能形成了早期太阳系中的高压碰撞。
一个常规的芝加哥科学家大学,他的各位同事们震惊了他的激进解决方案,以135岁的漫画中的漫画。“我是一个相当清醒的家伙。人们突然不知道突然思考什么,“地球物理科学教授劳伦斯格罗斯曼说。
在问题上是众多小型玻璃球的嵌入式陨石上最大的陨石上的斑点。英国矿物学家亨利·································索尔比1877年首次介绍了这些叫做软骨的球体。索兰建议他们可能是“火热雨的液滴”,在4.5亿年前形成太阳系的气体和灰尘中,不知情地凝聚出来。
研究人员继续将棺材视为液滴,在迅速冷却之前浮现在太空中,但液体形式如何?“有很多数据对人来说是令人费解的,”格罗斯曼说。
Grossman的研究重建了从太阳星云中凝聚的矿物序列,最终形成了太阳和行星的原始气体云。他已经得出结论,凝结过程不能占软骨压力量。他最喜欢的理论涉及行星之间的碰撞,在太阳系的历史上,重力聚结的身体。“这就是我的同事发现如此震惊的事情,因为他们认为这个想法如此”kooky“,”他说。
Cosmochemists肯定会知道许多类型的软骨压力量,并且可能是它们的所有类型,都有固体前身。“这个想法是通过融化这些预先存在的固体而形成的软骨压力合物,”格罗斯曼说。
一个问题涉及获得将先前浓缩的固体硅酸盐加热到软骨液滴中所需的高,结露温度所需的过程。各种令人惊讶但未被证实的起源理论出现。也许在进化的太阳系中的灰尘颗粒之间的碰撞加热并将晶粒熔化成液滴。或者它们可能形成在宇宙闪电螺栓的罢工中,或者在新形成木星的气氛中凝结。
另一个问题是软骨内含有氧化铁。在太阳明星云中,橄榄石等硅酸盐在非常高的温度下从气态镁和硅凝聚。只有当铁被氧化时,它才能进入镁硅酸盐的晶体结构。然而,在太阳星云中的极低温度下氧化铁形式,然而,只有在橄榄石这样的硅酸盐之后已经在1,000度更高的温度下凝聚。
然而,在铁在太阳星云中氧化铁的温度下,它太慢地扩散到先前形成的镁硅酸盐(例如橄榄石)中,以给出在软骨糖的橄榄石中看到的铁浓度。那么,可以产生通过预先熔化的固体形成并含有氧化氧化铁的橄榄石而产生的软骨蛋白?
“对冰冷的行星的影响可能产生速加热,相对高压,富含水的含水羽毛,含有高浓度的灰尘和液滴,良好的环境良好的环境,”格罗斯曼说。Grossman和他的Uchicago联合作用者,研究科学家Alexei Fedkin,在7月份发布了Geochimica等Cosmochimica Acta的调查结果。
Grossman和Fedkin在与Geophysical Sciences副教授和地球物理科学的高级科学家合作,在与Fred Ciesla合作的早期工作之后,完成了矿物学的计算,并在与Fred Ciesla合作,以及地球物理科学的高级科学家。为了验证物理学,Grossman与Jay Melosh,大学杰出的地球和大气科学教授在Purdue大学进行合作,他将运行额外的计算机模拟,以了解他是否可以在行星碰撞后的后果中重新创建百分之一体的条件。
“我想我们能做到,”梅隆说。
作为从印度的BishUnpur陨石制成的抛光薄部分的圆形物体中是可见的圆形物体。暗粒是铁贫橄榄石晶体。这是用扫描电子显微镜拍摄的反向散射电子图像。照片由Steven Simon
长期反对意见
Grossman和Melosh在长期的反对中得到了良好的反对,对软骨抑制的影响。“我自己使用了许多这些论点,”梅隆说。
Grossman在Carnegie华盛顿Carnegie机构和他的三位同事提供了一块糟糕的拼图之后重新评估了这个理论。他们发现了一种微小的钠 - 普通表盐的组分 - 在嵌入软骨内的橄榄石晶体的核心中。
当橄榄石在约2,000摄氏度的温度(3,140华氏度)的温度下从软骨组合物的液体结晶时,如果它完全蒸发,大多数钠保留在液体中。但尽管钠的极端挥发性,但它足够的液体待在橄榄石中记录,因此蒸发抑制因高压或高粉尘浓度而施加的结果。根据亚历山大和他的同事,不超过10%的钠从凝固的软骨抑制中蒸发。
Grossman和他的同事们计算了防止任何更大程度的蒸发所需的条件。他们在天然气和灰尘的太阳能星云中的总压力和灰尘富集方面绘制了它们的计算。“你不能在太阳星云中这样做,”格罗斯曼解释道。这就是让他对行星影响的影响。“那就是你获得高尘埃丰富的地方。那就是你可以产生高压力的地方。“
当太阳星云的温度达到1,800摄氏度(2,780华氏度)时,任何固体材料都太热了,以冷凝。然而,云已经冷却到400摄氏度(260华氏度),大部分凝聚成固体颗粒。Grossman致力于他的大部分职业生涯识别在前200度冷却期间物质化的小百分比:钙,铝和钛和硅酸盐的氧化物。他的计算预测了陨石中发现的相同矿物的凝聚。
在过去十年中,格罗斯曼及其同事们已经写了一篇关于探索各种场景的论文,用于稳定氧化铁足够稳定氧化铁,因为它们会在高温下进入硅酸盐,这一定是证明是对软骨抑制的解释得到了可行的。“我们已经完成了你能做的一切,”格罗斯曼说。
这包括增加数百次甚至数千次的水和灰尘,即他们有任何理由相信在早期的太阳系中存在的任何理由。“这是作弊,”格罗斯曼承认。无论如何,它没有工作。
相反,它们向系统添加了额外的水和灰尘,并增加了它的压力,以测试冲击波可能形成软骨的新想法。如果某些未知源的冲击波通过了太阳星云,它们将在其路径中快速压缩并加热任何固体,在熔化的颗粒冷却后形成骨髓。CIESLA的模拟表明,如果不是不可能高的量,这些灰尘和水的灰尘和水量增加了灰尘和水的杀液,但液滴会与今天陨石中实际发现的软骨液不同。
宇宙推车比赛
它们的不同之处在于,实际的软骨抑制不含同位素异常,而模拟的冲击波软骨抑制则含有。同位素是相同元素的原子,其彼此具有不同的质量。通过液滴通过太阳星云漂移的给定元素的原子蒸发导致同位素异常的产生,这是与元素同位素的正常相对比例的偏差。它是致密气体和热液体之间的宇宙刮匹配。如果推出热液滴的给定类型的原子的数量等于从周围气体推入的原子数,则不会产生蒸发。这可以防止同位素异常形成。
在骨髓内发现的橄榄石都存在问题。如果冲击波形成了骨髓,那么橄榄石的同位素组合物将同心划分,如树环。随着液滴冷却,橄榄石用液体中存在的任何同位素组合物结晶,从中心开始,然后以同心环向上移动。但没有人在软骨中发现同位素地区占橄榄石晶体。
仅当蒸发足够抑制以消除同位素异常时,才会产生现实看的软骨纸。然而,这将需要更高的压力和灰尘浓度,超出CIESLA的冲击波模拟范围。
几年前提供了一些帮助是发现骨髓内部比陨石上含钙含钙含量为一体或两百万年。这些夹杂物恰好是浓缩物,即在太阳云中凝结的陪成宇宙计算的浓缩物。这种年龄差异在凝结后提供足够的时间,以便在棺材形式之前形成并开始碰撞,然后成为Fedkin和Grossman的基本情景的一部分。
他们现在说,由金属镍铁,镁硅酸盐和水冰块组成的行星,远远超过软骨形成。腐烂的地球内部放射性元件提供足够的热量以熔化冰。
通过手段渗透的水与金属相互作用并氧化铁。通过进一步加热,在行星碰撞之前或期间,镁硅酸盐重新形成,在该过程中掺入氧化铁。当行星彼此碰撞时,产生异常高压,含有氧化铁喷出的液滴。
“这就是你的第一氧化铁来自的地方,而不是我一直在研究整个职业生涯的地方,”格罗斯曼说。他和他的伙伴现在已经重建了生产棺材的配方。它们有两个“味道”,取决于碰撞所产生的压力和粉尘组成。
“我现在可以退休,”他吵架。
出版物:Alexei V. Fedkin,Lawrence Grossman,“钠蒸汽饱和度:解锁硬壳原始研究文章的关键,“Geochimica et Cosmochimica Acta,2013年7月1日,第112卷,第226-250页; DOI:/10.1016/J.GCA.2013.02.020
图像:NASA / JPL-CALTECH / T。Pyle,SSC;史蒂文西蒙