Ślad jednego z pierwszych światów Układu Słonecznego

Niewielki meteoryt znaleziony na Saharze może być fragmentem świata, którego już nie ma. Analiza jego składu sugeruje, że ponad 4,5 mld lat temu wokół młodego Słońca krążyła niewielka protoplaneta. Jeśli wyniki badań się potwierdzą, będzie to pierwszy bezpośredni ślad jednego z zaginionych światów wczesnego Układu Słonecznego

Meteoryt Northwest Africa 12774, oznaczany skrótem NWA 12774, waży około 454 gramów. Znaleziono go na Saharze w 2019 r. Należy do grupy nazywanej angrytami. Angryty są wyjątkowe z kilku powodów. To jedne z najstarszych znanych skał wulkanicznych w Układzie Słonecznym. Powstały zaledwie kilka milionów lat po narodzinach Słońca, około 4,56 mld lat temu. Spośród ponad 80 tys. meteorytów odnalezionych na Ziemi jedynie 68 zaliczono do tej grupy.

Od lat ich nietypowy skład chemiczny stanowił zagadkę. W przeciwieństwie do Ziemi, Marsa i większości skalistych planet zawierają bardzo niewiele krzemionki, czyli tlenku krzemu będącego jednym z podstawowych składników skał budujących skorupy planetarne. Z tego powodu naukowcy długo sądzili, że angryty pochodzą z niewielkiej planetoidy. Wydawało się mało prawdopodobne, aby materiał o tak nietypowym składzie powstał we wnętrzu dużego ciała planetarnego. Nowe badania wskazują jednak, że mogło być dokładnie odwrotnie.

W pracy opublikowanej w Earth and Planetary Science Letters zespół Aarona Bella z University of Colorado Boulder przeanalizował kryształy klinopiroksenu znajdujące się w NWA 12774. Badacze odkryli, że zawiera wyjątkowo dużo glinu. To cenna wskazówka, ponieważ taki skład chemiczny może powstać jedynie pod bardzo wysokim ciśnieniem.

Naukowcy odtworzyli warunki, w których mógł formować się ten minerał. Obliczenia wykazały, że potrzebne było ciśnienie wynoszące co najmniej 17,5 kilobara. Dla porównania, ciśnienie na dnie Rowu Mariańskiego, najgłębszego miejsca na Ziemi, wynosi około 1 kilobara. Tak wysokie ciśnienie nie mogło panować we wnętrzu niewielkiej planetoidy. Według autorów pracy ciało, z którego pochodzą angryty, musiało mieć promień co najmniej tysiąca kilometrów. To rozmiar znacznie przekraczający większości asteroid.

Na tym jednak historia się nie kończy. Kryształy zachowane w meteorycie mają ostre krawędzie i zachowały pierwotne zróżnicowanie składu chemicznego. Gdyby przez długi czas znajdowały się głęboko we wnętrzu gorącego ciała planetarnego, wysokie temperatury zatarłyby te ślady. Wszystko wskazuje więc na to, że minerały powstały stosunkowo płytko pod powierzchnią obiektu, z którego pochodzą.

Jeżeli nawet na niewielkiej głębokości panowało tak wysokie ciśnienie, ciało macierzyste musiało być jeszcze większe. Według autorów badań jego promień mógł przekraczać 1800 km. To wartość porównywalna z promieniem Księżyca. Nie można też wykluczyć, że obiekt był jeszcze większy i zbliżał się rozmiarami do Marsa, którego promień wynosi około 3390 km.

Zdaniem autorów odkrycie jest ważne nie tylko ze względu na sam meteoryt. Skład chemiczny NWA 12774 sugeruje, że nie wszystkie młode planety powstawały i rozwijały się w taki sam sposób. Część mogła formować się z materiałów znacząco różniących się od tych, które dały początek Ziemi i Marsowi.

Naukowcy nie wiedzą jeszcze, co stało się z tym światem macierzystym angrytów. Jedna z hipotez zakłada, że został zniszczony podczas jednego z potężnych zderzeń, które kształtowały młody Układ Słoneczny. Jego szczątki mogły później wejść w skład innych planet, być może także Ziemi. Badacze przypuszczają również, że podobnych śladów może być znacznie więcej. W muzeach i kolekcjach na całym świecie przechowywane są tysiące meteorytów, których nigdy szczegółowo nie przebadano.

„W szufladach leży wiele meteorytów, których nikt dokładnie nie przeanalizował. Prawdopodobnie istniały także inne protoplanety, o których wciąż nic nie wiemy” – powiedział Bell.

• aktualności
• Nauki ścisłe i nauki o Ziemi