一块46亿岁的陨石能够解释地球为何形成不同的地层

于2020年在撒哈拉沙漠找到的“舍什002”陨石（Erg Chech 002）是已知的最古老的宇宙岩石之一

（图解：在撒哈拉沙漠发现的46亿岁的“舍什002”陨石。图源：FRED TANNEAU/AFP来自Getty Images）

科学家们分析了一块迄今为止已被发现的最古老的宇宙岩石，研究数据可以解释太阳系初创期的奥秘，这个时期诞生了许多的行星。这也将帮助科学家们更准确地确定坠落到地球上的最古老的陨石的年龄。

这块46亿岁、被称为“舍什002”的陨石，于2020年在阿尔及利亚撒哈拉沙漠的舍什地区被发现，它周身点缀着绿色的水晶。

（图解：撒哈拉沙漠。图源：fontica）

通常认为，像这样的陨石来源于含有气体和尘埃的吸积盘中的物质，而这个吸积盘围绕着初生的太阳。这片“太阳星云”中冰冷的密度大的部分发生碰撞并形成了行星，剩余的材料又用于形成彗星和小行星，而陨石也正是从这二者身上脱离下来的。脱离后它们就以“陨石”的身份踏上了前往地球表面的旅程。这意味着，陨石可以展示出参与构成行星的元素。

（图解：太阳星云solar nebula。图源：eurekalert）

由澳大利亚国立大学科学家Evgenii Krestianinov领导的研究小组在《自然通讯》上发表的一篇论文中写道，“舍什002”中含有它形成之时的放射性同位素铝-26，这个发现很有意义，因为在地球演化的后期，也就是所谓的“行星熔炼”期，我们认为这种形式不稳定的铝是十分重要的。

一般认为，“行星熔炼”是一个岩质行星进行类似人类“分化”过程的阶段，在这个阶段中也会在不同的地层形成不同的物质组分。这是因为“熔炼”允许密度大的物质下沉至地核。所以对于地球而言，这种“分化”的实例就是致密的金属地核的形成，而地核外又是密度较小的岩石地幔。

因此，了解46亿年前行星形成时铝-26是如何分布的，对于我们构建太阳系岩质内行星的演化过程十分重要。此外，由于铝-26会衰变为形式更稳定的镁，它还可以用来进行宇宙岩石的断代。

（图解：铝-26的放射性衰变。图中p为质子数，n为中子数，γ为光子。e+为正电子。图源：blogs esa）

“舍什002”的年龄是45.66亿岁。为了确认这个数字，研究团队测量了这块陨石中的含铅量。然而很有意思的是，这个本可以作为科学家们优化测算相似陨石年龄的方法。

Krestianinov告诉《现场科学》（Living Science）说：“当科学家们想要了解太阳系如何发展和演变时，铝-26是很有用的工具。因为随着时间的推移它会衰变，我们就可以利用这一点来测算某些事件发生的时间——尤其是在太阳系生命之初的400至500万年内的事件。”

（图解：“舍什002”陨石的端切截面图。图源：Wikimedia Commons/Steve Jurvetson。）

【陨石使断代测年变得简单】

铝-26的半衰期大概是717000年，这意味着它的生命太短而不足以大量地被人直接在一块46亿岁的宇宙岩石中发现。但是当它衰变后，这种铝的放射性同位素就会成为镁-26，这是一种稳定的不具有放射性的镁的同位素。

这就说明，在像“舍什002”这样的宇宙岩石中，我们可以通过镁-26来确定铝-26的初始量，这也就成为了一种适用于宇宙岩石的断代手段（也就是人们所知的“精密时计（chronometer）”）。但首先，科学家们需要有一些预备知识。

作者补充道，“铝-26—镁-26衰变体系作为一种高精度的相对精密时计，”，对于能否使用这一体系，弄清楚铝元素在诞生太阳系的行星、小行星和彗星的原始太阳星云中是否均匀分布，是很重要的。

对“舍什002”这块由熔化的星子形成的无球粒陨石的研究，结合了关于“钛辉无球粒陨石”的现存数据，这是一种罕见的无球粒陨石。无球粒陨石是一类有熔化过的迹象的，和地球上的火山岩有相似之处的陨石。

（图解：无球粒陨石。图源：meteorite-recon）

（图解：钛辉无球粒陨石。图源：donhuysmans）

Krestianinov 指出：“我们发现‘舍什002’的母体很可能是由含铝-26比钛辉无球粒陨石的母体多三至四倍的物质形成的。这说明在形成太阳系的灰尘和气体云中，铝-26确实分布地很不均匀。”

这个事实重新绘制了在早期太阳系中铝-26的分布状况，也告诉我们，过去用这个方法进行断代的陨石的年龄也许应该被再次斟酌。”

不过，这个团队的发现也指出“铝-26—镁-26衰变”体系是针对陨石的一种更高效的精密时计。

“开发一种利用‘铝-26—镁-26衰变’和其他完全衰变的同位素（extinct isotope）精密时计的普适的同位素断代法，以解释母体放射性核素的不均匀分布，我们就能够为陨石、小行星和行星材料提供更准确可靠的年龄数据，从而更好地了解太阳系的形成。”

BY:Robert Lea

FY: Stella Zhang

如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处

来源: 天文在线