История легких толчков, испытанных частицами реголита на гидратированном астероиде Рюгу

Sep 26, 2023

Природная астрономия (2023 г.) Процитировать эту статью

2205 Доступов

32 Альтметрика

Подробности о метриках

Считается, что микрометеориты, возможные основные источники воды на Земле, образуются в результате взрывного рассеяния гидратированных хондритических материалов во время столкновений с их родительскими астероидами. Однако это происхождение и механизм образования еще не подтверждены напрямую с использованием образцов, возвращенных астероидами. Здесь мы сообщаем о доказательствах умеренного ударного метаморфизма в поверхностных частицах астероида Рюгу на основе электронной микроскопии. Во всех частицах преобладают слоистые силикаты, но отсутствуют текстуры дегидратации, что указывает на температуры ударного нагрева ниже ~500 °C. Выявлены микроразломоподобные текстуры, связанные с сильно деформированными ударными волнами фрамбоидальными магнетитами и высокобарической полиморфной модификацией Fe-Cr-сульфида. Эти результаты показывают, что среднее пиковое давление составляло ~ 2 ГПа. Подавляющее большинство выбросов, образовавшихся во время столкновения с астероидами типа Рюгу, представляют собой гидратированные материалы размером более миллиметра, происходящие далеко от точки удара. Эти характеристики несовместимы с современными моделями образования микрометеоритов и, следовательно, требуется новый механизм образования.

Столкновения малых тел на сверхскоростных скоростях были частым явлением в ранней Солнечной системе1, что приводило к различным последствиям, таким как брекчирование, образование кратеров, аккреция, образование магмы и дегазация2. Эти процессы были зафиксированы в виде широкого спектра физических и химических модификаций материалов поверхности астероидов и планет, включая хрупкие/пластические деформационные структуры, фазовые превращения в твердом состоянии, рекристаллизацию, плавление и испарение2. Поэтому ученые-планетологи с энтузиазмом исследуют потрясенные метеориты, которые, как полагают, произошли от астероидов, Луны и Марса3, чтобы понять природу столкновений и связанных с ними процессов, которые происходили на протяжении всей истории Солнечной системы4,5,6. . Например, пиковое давление и его продолжительность, расшифрованные по данным сотрясенных метеоритов, дают ограничения на прошлые скорости столкновений, а также на размеры астероидов7,8.

To link such impact event parameters to well-defined Solar System environments, knowledge of the relevant source regions is required. However, at present, there are only limited numbers of returned samples available for detailed study. Shock effects have been reported in lunar rocks returned by the Apollo missions9,4 Ga Apollo 14 and 15 zircons. Meteorit. Planet. Sci. 54, 181–201 (2018)." href="/articles/s41550-023-01947-5#ref-CR10" id="ref-link-section-d2724302e1179"> 10, материалы ядра кометы, возвращенные миссией «Звездная пыль»11,12, и поверхностные частицы астероида S-типа Итокава, возвращенные миссией Хаябуса Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA). В частицах Итокавы ударные дефектные структуры (дислокации кристаллической решетки), брызги расплава и микрократеры были впервые идентифицированы в зернах оливина13,14. Ударные эффекты всей породы Итокава не удалось полностью оценить, несмотря на некоторые попытки, основанные на кристаллографическом и спектроскопическом анализе оливина и плагиоклаза15,16. Это связано с тем, что большая часть возвращаемых частиц состоит из отдельных зерен или агрегатов из нескольких зерен размером менее 50 мкм.

Ударные эффекты, связанные с гидратированными астероидами, представляют особый интерес для планетарных наук, поскольку такие астероиды считаются одним из основных источников частиц внеземной пыли17. Основная часть внеземного материала, прибывающего на Землю, имеет форму микрометеоритов размером 50–500 мкм18 с предполагаемым потоком около 30 000 тонн в год19. Большинство нерасплавленных и частично расплавленных микрометеоритов по химическому составу и минералогии сходны с матрицами углеродистых хондритов CI (типа Ивуны), CM (типа Мигея) и озера Тагиш, которые представляют собой пористые агрегаты, состоящие в основном из водных слоистых силикатов20,21. Такие материалы, вероятно, будут превращены в микрометеориты в результате испарения летучих компонентов, таких как H2O, во время ударного нагрева и, следовательно, вряд ли выживут в виде метеоритов22. Эта гипотеза была дополнительно подтверждена сравнением петрологии и минералогии восстановленных образцов безводных CV (типа Вигарано) и гидратированных хондритических метеоритов CM с использованием лабораторных шоковых экспериментов23,24.