龙宫小行星起源于太阳星云,由碳酸盐解码

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Ryugu asteroid origins in the solar nebula decoded by carbonates

2019年,日本宇宙航空研究开发机构(Aerospace Exploration Agency)将隼鸟2号(hayabus2)宇宙飞船发射到龙宫162173,这是一颗靠近地球轨道的小行星,由来自更大母体的岩石碎片组成。多个探测器将小行星表面的样本带回地球供科学家研究。

这些样本是化学上原始的陨石,类似于伊瓦纳型球粒陨石,含有特殊的化合物,表明水的存在。特别是,在估计温度高达150°C的情况下,母体上的水对小行星表面的改变产生了次生矿物(包括层状硅酸盐、碳酸盐、硫化物和氧化物),研究人员旨在了解这些变化发生的时间尺度和条件。

来自全球大学和研究机构的89名科学家共同绘制了小行星形成的图表,发表在《自然地球科学》杂志上,重点研究了两种特殊的化合物:碳酸钙(方解石)和碳酸钙镁(白云石)。据推测,这些碳酸盐的碳源可能是在太阳星云中形成的一氧化碳、二氧化碳、甲烷和/或有机物。据说,太阳星云是太阳系起源的气体云。

这些样品是用岩石学(研究岩石的学科)的专业显微镜检查的方解石(小于10微米)和白云石(小于10微米)的Eby晶体均被鉴定出来,相比之下白云石占主导地位。Ryugu asteroid origins in the solar nebula decoded by carbonates

碳和氧同位素的测量(同一元素的两种或两种以上形式,具有不同的原子质量)有助于揭示矿物沉积时环境的温度和氧气条件。这些值是可变的,比地球上方解石的值大得多,18O/16O比高24-46‰(千分之一),13C/12C高65-108‰。

相反,白云岩的测量值更受限制,18O/16O为31-36‰,13C/12C为67-75‰。因此,研究小组得出结论,方解石首先在小行星上形成,温度和氧气条件范围很广,然后白云石在更有限的环境中结晶,稳定的高二氧化碳水平和温度估计为37±10°C。这些发现是Ryugu和Ivunu小行星独有的,迄今为止还没有在其他含水陨石中发现。

方解石晶体中氧同位素比值的较大变化部分是由于地层温度范围从0-150°C不等,但不是唯一的原因,否则碳同位素应该显示出正相关,但事实并非如此。相反,研究人员指出,水的18O/16O和碳酸盐离子的13C/12C随时间和空间而变化。

因此,他们假设18O/16O比率在太阳系形成早期较高,在小行星含水变化之前,随着时间的推移,随着更多的晶体通过水-岩石相互作用形成,这一比率随后下降。方解石和白云石晶体之间的同位素差异是由前者在后者之前从较不“演化”的流体中结晶而来的,在后者中,钙也比镁更容易从岩石中浸出。

考虑了四种情景来解释13C/12C的变化:1)瑞利型同位素分馏,即富含12C的化合物优先释放(如甲烷);2)分馏结晶,早期碳酸盐岩的形成改变了剩余储层的组成,从而使后续碳酸盐岩得以结晶;3)不同13C/12C比例的多个碳储层混合;4)不同的氧和氢导致形成一氧化碳、二氧化碳和甲烷的同位素发生变化。从中获得晶体所需的碳。

在这些场景中,瑞利型同位素分馏被忽略了,因为它会导致“更进化”的流体形成的白云岩中更高的13C/12C比率,而在样品中观察到相反的情况。同样,分离结晶也被排除在外,碳储层的混合也被排除在外,因为龙宫小行星的混合时间太短了。

因此,氧变化的后一种情况被认为是13C/12C比值变化的主要驱动因素。这是由岩石中的铁被水氧化造成的,并且是根据从水中释放的氢的产生来测量的。这个假设与观测到的逐渐蚀变的陨石中铁的增加相吻合。

总的来说,除了陨石中的碳酸盐外,富含13c的环境在太阳系中是罕见的,研究小组认为,龙宫陨石的母体形成于太阳星云的冷边缘。

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  • admin
    admin 2025年06月13日

    我是qnwor号的签约作者“admin”!

  • admin
    admin 2025年06月13日

    希望本篇文章《龙宫小行星起源于太阳星云,由碳酸盐解码》能对你有所帮助!

  • admin
    admin 2025年06月13日

    本站[qnwor号]内容主要涵盖:国足,欧洲杯,世界杯,篮球,欧冠,亚冠,英超,足球,综合体育

  • admin
    admin 2025年06月13日

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