Hypatia石头不像地球上的任何东西,已知的陨石或彗星

日期:2018-05-14 浏览:23

研究人员Jan Kramers和Georgy Belyanin发现了与地球上任何物体或已知陨石或彗星不同的矿物化合物,这些碎片来自于埃及西南部利比亚沙漠玻璃场的Hypatia石头。

2013年,研究人员宣布在埃及西南部发现一颗卵石,绝对不是来自地球。到2015年,其他研究小组宣布,根据惰性气体和核探测分析,'Hypatia'石不属于任何已知类型的陨石或彗星。 (这颗石头被命名为Hypatia,是亚历山大的Hypatia,第一位西方女子数学家和天文学家)。

然而,如果卵石不是来自地球,它的起源是什么,它的矿物质可以提供来自哪里的线索?约翰内斯堡大学原始研究团队对卵石的微观矿物分析现在已经提供了令人不安的答案,从我们的太阳系形成的材料的传统观点中解脱出来。

矿物结构

2017年12月28日在Geochimica et Cosmochimica Acta上发表的这项研究的首席研究员Jan Kramers教授说,Hypatia卵石的内部结构有点像水果蛋糕,从架子上掉落到一些面粉中并破裂。

“我们可以想到代表Hypatia卵石大部分的水果蛋糕的混合不好的面团,我们称之为两个混合”矩阵“。蛋糕中的糖渍樱桃和坚果代表Hypatia'夹杂物'中发现的矿物质颗粒。粉碎掉堕落蛋糕裂缝的面粉代表了我们在Hypatia的裂缝中发现的“次要材料”,这些材料来自地球,“他说。

落在地球上的原始外星岩石的直径必须至少有几米,但是分解成Hypatia石头之一的小片段。

奇怪的矩阵

Hypatia矿物矩阵(以水果蛋糕面团为代表)看起来不像任何已知的陨石,这些陨石现在或时间从空间落到地球上。

“如果可以用一个巨大的研钵和杵将整个地球磨成粉尘,我们会得到平均与球粒陨石相似的化学成分的尘埃,”Kramers说。 “在球粒陨石中,我们期望看到少量的碳{C}和大量的硅(Si)。但Hypatia的基质中含有大量的碳和极少量的硅。“

“更为不寻常的是,该基质中含有大量非常特殊的碳化合物,称为多环芳烃,或称为PAH,它是星际尘埃的主要成分,甚至在太阳系形成之前就存在。 Kramers补充说,星际尘埃也存在于彗星和陨石中,这些彗星和陨石在历史上还没有长时间加热。

另一方面,Hypatia矩阵中的大多数(但不是全部)PAH已经转变成小于1微米的钻石,这些钻石被认为是在与地球大气或地表撞击的冲击下形成的。这些钻石使得Hypatia具有抗风化的特性,因此它可以在到达地球的时候进行分析。

以前从未发现过的威尔德谷物

当研究人员Georgy Belyanin分析Hypatia包裹体中的矿物颗粒(以水果蛋糕的坚果和樱桃为代表)时,出现了许多令人惊讶的化学元素。

“铝以纯金属形式单独存在,而不是与其他元素形成化合物。作为比较,黄金出现在金块上,但铝从来没有。这一事件在地球和我们其他太阳系中极为罕见,就科学而言,“Belyanin说。

“我们还发现了碘磷化银和硅藻土(碳化硅)颗粒,这些颗粒又是非常意想不到的形式。这些谷物是第一个被证明是原位发现的(就像),而不必首先用酸溶解围岩,“Belyanin补充道。 “还有一种主要由镍和磷组成的化合物颗粒,含有很少的铁;在地球或陨石之前从未观察到的矿物成分,“他补充道。

威特沃特斯兰大学地球科学学院研究员Marco Andreoli博士和Hypatia研究小组的成员说:“当Hypatia首次被发现是外星人时,这是一种轰动,但是这些最新的结果是开放的对其起源甚至有更大的疑问“。

我们的太阳系中独特的矿物质

总而言之,古代未加热的多环芳烃碳以及磷化物,金属铝和碳硅石都表明,Hypatia是未变化的太阳前材料的集合体。这意味着,在我们的太阳之前存在于太空中的物质,就形成了太阳系中的地球和其他行星。

支持太阳前的概念是在Hypatia夹杂物中发现的镍磷铁颗粒的怪异成分。这三种化学元素很有趣,因为它们属于构成所有岩石行星的主体的比碳和氮重的化学元素的子集。

“在Hypatia内的谷物中,这三种元素相互之间的比率与为地球计算的或已知类型的陨石中测量的比率完全不同。因为这些内含物在我们的太阳系内是独一无二的,“Belyanin补充道。

“我们认为镍磷铁颗粒是在太阳前形成的,因为它们位于基体内部,不太可能因冲击而改变,如与地球大气或地表碰撞,也因为它们的组成与外界我们的太阳系,“他补充说。

“海帕提亚的大部分,矩阵也是在我们的太阳系之前形成的?可能不会,因为你需要像太阳星云这样密集的尘埃云来凝结大块的尸体“,他说。

一种不同的灰尘

一般来说,科学认为我们的太阳系的行星最终是由太空中巨大的古代云星际尘埃(太阳星云)形成的。这一过程的第一部分将很像尘埃兔子在未扫帚房间凝结。科学也认为,太阳星云是同质的,就是到处都有同样的尘埃。

但Hypatia的化学反应在这个观点上。 “对于初学者来说,Hypatia的基质中没有硅酸盐矿物,与球粒陨石(以及像地球,火星和金星这样的行星)相比,硅酸盐占主导地位。然后是外来的矿物包裹体。如果海帕提亚本身不是太阳系,那么这两个特征都表明,太阳系星云到处都不是同一类型的尘埃 - 它开始揪住我们太阳系形成的普遍接受的观点,“克拉梅斯说。

走向未来

“我们所知道的是,Hypatia是在寒冷的环境中形成的,可能温度低于地球上液氮的温度(-196摄氏度)。在我们的太阳系中,它比火星和木星之间的小行星带更远,大多数陨石都来自这个小行星带。彗星主要来自海王星轨道以外的柯伊伯带,距离太阳大约40倍。有些来自奥特云,甚至更远。我们对空间物体的化学成分知之甚少。所以我们的下一个问题会进一步深入Hypatia从哪里来,“Kramers说。

来自埃及西南部利比亚沙漠散落的玻璃场的小卵石为外星谜题提供了一件引人入胜的作品,该作品越来越复杂。

出版物:Georgy A. Belyanin等人,“来自埃及西南部的​​Hypatia”含碳含钻石的岩石学:对其起源辩论的贡献“,Geochimica et Cosmochimica Acta,2018; DOI:10.1016 / j.gca.2017.12.020

来源:约翰内斯堡大学