Исследователь из Санкт-Петербурга нашла новые доказательства о микроплавлении протовещества при образовании каменных метеоритов

Младший научный сотрудник Института геологии и геохронологии докембрия (ИГГД) РАН Кристина Суханова, изучив хондры крупных каменных метеоритов Еленовка, Княгиня, Саратов и Орловка, раскрыла особенности формирования протопланетного вещества из солнечной небулы. Результаты исследования опубликованы в Geochemistry. Кроме того, в 2022 году, по данной теме она защитила кандидатскую диссертацию.

Равновесные обыкновенные хондриты, разновидность каменных метеоритов, являются самым распространенным типом метеоритов, который составляет до 90 % от всех метеоритов, долетающих до Земли. Хондриты состоят из хондр – «шариков», представляющих собой застывший силикатный расплав. Хондры образовались в самом начале появления Солнечной системы, став одними из первых твердых частиц в газово-пылевом облаке - небуле. Несмотря на многолетние исследования, фундаментальный вопрос природы их появления до сих пор остается без однозначного ответа.

Существуют две теории о появлении хондр. Согласно первой, минералы хондр появились вследствие локального нагревания космической пыли, тугоплавких включений и примитивных минералов–предшественников (прекурсоров), что и привело к образованию мелких капелек расплава. Вторая гипотеза утверждает, что газ в космосе был разогрет настолько сильно, что превратился в огромный расплавленный шар, из которого потом конденсировались хондры.
«Изучив строение и химических состав редких элементов в главных минералах хондр из нескольких метеоритов – это оливин, пироксен и плагиоклаз, мне удалось выяснить, что в этих хондрах присутствуют очень высокие концентрации тугоплавких редких элементов. Причем концентрация и распределение этих элементов различается в хондрах внутри одного и того же метеорита. Это свидетельствует, что хондры появились именно в результате микроплавления прекурсоров. Возможность того, что они образовались из газа можно исключить», - сказала младший научный сотрудник ИГГД РАН Кристина Суханова.
Главная техническая проблема заключалась в том, что из-за малых концентраций исследуемых элементов в метеоритах проанализировать их было сложно. Для этого использовался инновационный метод SIMS – масс-спектрометрия вторичных ионов. При использовании этого метода минерал бомбардируется небольшим (порядка 20 микрон, при том, что 1 микрон составляет 0,001 миллиметр) пучком ионов кислорода. В результате чего, «выбитые» из минерала ионы поступают в масс-спектрометр, который анализирует их количество и пересчитывает в концентрацию.
Исследование позволит ответить на важные для науки фундаментальные вопросы о формировании твердого протовещества, которое стало основой для происхождения каменных планет Солнечной системы. В отдаленной перспективе, понимание механизма формирования таких метеоритов может помочь при разведке полезных ископаемых в космосе. По словам Кристины Сухановой, она сейчас продолжает исследование другого типа каменных метеоритов – углистых хондритов, образующихся гораздо дальше от Солнца.