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。
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。
©2023 Science X Network
本文来自作者[admin]投稿，不代表ddgio号立场，如若转载，请注明出处：https://www.ddgio.cn/zlan/202506-239.html
评论列表（4条）
我是ddgio号的签约作者“admin”！
希望本篇文章《龙宫小行星的起源：揭示太阳星云中的碳酸盐秘密》能对你有所帮助！
本站[ddgio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
本文概览：...