In der Wüste gefundene „Weltraumgesteine“, die das menschliche Verständnis des Sonnensystems untergraben?

Weltraumgestein könnte die frühe Geschichte des Sonnensystems neu schreiben

Weltraumgestein (Bildnachweis: Steve Jeanswest/Wikimedia, CC BY-SA)

Im Mai 2020 wurden in einem Sandmeer in einem Dünengebiet der Sahara im Süden Algeriens einige ungewöhnliche Steine ​​entdeckt, die einzigartige grüne Kristalle enthielten. Bei näherer Betrachtung stellte sich heraus, dass die Steine ​​aus dem Weltall stammten – Milliarden Jahre altes Geröll aus der Zeit der Entstehung des Sonnensystems.

Es handelt sich um Fragmente sogenannter Meteoriten, des ältesten jemals gefundenen Vulkangesteins, das vor langer Zeit im Feuer eines heute verschwundenen urzeitlichen Protoplaneten geschmolzen ist. In einer neuen, in Nature Communications veröffentlichten Studie haben wir die darin enthaltenen Blei- und Uranisotope analysiert und berechnet, dass es ungefähr 4.556.556 Millionen Jahre alt ist, plus/minus 120.000 Jahre. Dies ist eines der präzisesten Alter, das jemals aus dem Weltraum berechnet wurde, und unsere Ergebnisse stellen einige gängige Annahmen über das frühe Sonnensystem in Frage.

Das geheime Leben von Aluminium

Vor etwa 4,567 Milliarden Jahren entstand unser Sonnensystem aus einer riesigen Wolke aus Gas und Staub. Unter den vielen Elementen in dieser Wolke kommt Aluminium in zwei Formen vor. Zuerst kommt die stabile Form Aluminium-27, gefolgt von Aluminium-26. Dies ist ein radioaktives Isotop, das hauptsächlich durch explodierende Sterne entsteht und im Laufe der Zeit zu Magnesium-26 zerfällt. Aluminium-26 ist ein äußerst nützlicher Stoff für Wissenschaftler, die verstehen möchten, wie das Sonnensystem entstanden und sich entwickelt hat. Da Weltraumgestein mit der Zeit zerfällt, können wir es zur Datierung von Ereignissen verwenden – insbesondere innerhalb der ersten vier bis fünf Millionen Jahre des Sonnensystems. Der Zerfall von Aluminium-26 ist aus einem anderen Grund wichtig: Wir glauben, dass es die primäre Wärmequelle im frühen Sonnensystem war. Dieser Zerfall führte zum Schmelzen kleiner Urgesteine, die sich später zu Planeten zusammenfügten.

Uran, Blei und Alter

Um jedoch mithilfe von Aluminium-26 die Vergangenheit zu verstehen, müssen wir wissen, ob es an manchen Stellen gleichmäßig verteilt ist oder dichter gehäuft vorkommt als an anderen. Um dies herauszufinden, müssen wir das absolute Alter einiger uralter Weltraumgesteine ​​genauer berechnen. Die Betrachtung von Aluminium-26 allein reicht hierfür nicht aus, da es relativ schnell zerfällt (nach etwa 705.000 Jahren ist die Hälfte einer Probe Aluminium-26 zu Magnesium-26 zerfallen). Damit lässt sich das relative Alter verschiedener Objekte bestimmen, nicht jedoch ihr absolutes Alter (in Jahren). Aber wenn wir die Daten zu Aluminium-26 mit denen zu Uran und Blei kombinieren, können wir einige Fortschritte erzielen. Uran hat zwei wichtige Isotope (U-235 und U-238), die in verschiedene Bleiisotope (Pb-207 bzw. Pb-206) zerfallen. Die Uranisotope haben viel längere Halbwertszeiten (710 Millionen Jahre bzw. 4,47 Milliarden Jahre), sodass wir mit ihnen direkt berechnen können, wie lange ein Ereignis andauert.

Weltraumgestein wie Erg Chech 002 liefert Hinweise auf die Frühzeit des Sonnensystems. (Bildnachweis: Yuri Amelin, CC BY)

Meteoritengruppe

Erg Chech 002 ist als „unmontierter Achondrit“ bekannt. Achondrite sind Gesteine, die aus geschmolzenen Planetesimalen entstanden sind, den festen Brocken aus Gas und Trümmern, aus denen unser Sonnensystem entstand. Der Ursprung vieler auf der Erde gefundener Achondriten wurde ermittelt. Die meisten gehören zum sogenannten Howardit-Eukrit-Digeneit-Clan, der vermutlich von Vesta 4 stammt, einem der größten Asteroiden im Sonnensystem. Eine weitere Gruppe von Achondriten sind die sogenannten Furyiten, deren gemeinsamer Mutterkörper unbekannt ist. Wieder andere Achondriten, darunter Erg Chech 002, sind „nicht klassifiziert“: Ihre Eltern und familiären Beziehungen sind unbekannt.

Großes Stück Aluminium

Bei unseren Untersuchungen von Erg Chech 002 stellten wir fest, dass es große Mengen an Blei-206 und Blei-207 sowie relativ große Mengen an nicht dekarbonisiertem Uran-238 und Uran-235 enthält. Durch die Messung der Verhältnisse aller Blei- und Uranisotope können wir das Alter der Gesteine ​​mit beispielloser Genauigkeit schätzen. Wir haben unsere berechneten Alter auch mit zuvor veröffentlichten Aluminium-26-Daten für Erg Chech 002 sowie mit Daten für verschiedene andere Achondriten verglichen.

-Der Stein, der unser Haus in New Jersey traf, könnte vor 4,6 Milliarden Jahren der Halleysche Komet gewesen sein

-Teile des Asteroiden Ryugu gehören zu den „unberührtesten“ Materialien, die je untersucht wurden

-Meteorschauer und Meteore: Entstehung und Geschichte Besonders interessant ist der Vergleich mit einer Gruppe von Achondriten namens Vulkanische Furie. Wir fanden heraus, dass der Mutterkörper von Erg Chech 002 aus einem Material entstanden sein muss, das drei- bis viermal so viel Aluminium-26 enthielt wie die Quelle des wütenden Mutterkörpers. Dies deutet darauf hin, dass Aluminium-26 in der Staub- und Gaswolke, aus der das Sonnensystem entstand, tatsächlich ziemlich ungleichmäßig verteilt war. Unsere Ergebnisse tragen zu einem besseren Verständnis der frühen Entwicklungsstadien des Sonnensystems und der geologischen Geschichte der entstehenden Planeten bei. Weitere Studien verschiedener Achondritpopulationen werden unser Verständnis zweifellos weiter verfeinern und unsere Fähigkeit verbessern, die frühe Geschichte des Sonnensystems zu rekonstruieren. Dieser Artikel wird unter Lizenz von Communication nachgedruckt.

Von: Evgenii Krestianinov

FY: He Danhuai

Sollte es zu einer Verletzung der entsprechenden Inhalte kommen, wenden Sie sich bitte an den Autor, damit dieser diese nach der Veröffentlichung des Werks löschen kann.

Bitte holen Sie die Genehmigung zum Nachdruck ein und achten Sie auf die Wahrung der Integrität und die Angabe der Quelle