Ключ к истории планет: российские учёные прояснили механизм образования древних минеральных включений в метеоритах

Российские учёные из Института геологии и геохронологии докембрия (ИГГД) РАН разгадали механизм образования силикатных метеоритных включений — хондр. Как сообщили RT в пресс-службе института, это поможет лучше понять, как формировались каменные планеты, к которым относится и Земля. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Geochemistry.

Учёные изучили четыре метеорита: Еленовка (упал в 1951 году в Донбассе), Княгиня (упал в 1866-м в Закарпатье), Саратов (упал в 1918 году в окрестностях Саратова) и Орловка (был найден в Новосибирской области в 1928 году). Все они относятся к распространённому классу обыкновенных хондритов. Метеориты такого типа часто встречаются и состоят из железосодержащей матрицы с круглыми включениями из застывшего силикатного расплава — хондрами. Породы, из которых состоят хондры, широко распространены на Земле — например, минерал оливин.

Считается, что хондры возникли на заре формирования Солнечной системы и стали одними из первых твёрдых веществ, которые появились в ней. Однако науке пока неизвестно, как именно шёл процесс формирования этих минералов, на этот счёт есть несколько гипотез. Согласно одной из них, минералы хондр появились вследствие сильного нагревания космической пыли, тугоплавких включений и других минералов–предшественников (прекурсоров), что и привело к созданию расплава. По другой версии, газ в космосе был разогрет настолько, что конденсировался в расплав, застывший впоследствии в виде хондр.

• Оливин
• Gettyimages.ru
• © Walter Geiersperger

Авторы исследования опровергли «газовую» гипотезу. Дело в том, что в составе хондр обнаружилась большая концентрация тугоплавких редких элементов наряду с наличием умеренно летучих веществ. По словам учёных, такое сочетание не могло бы возникнуть в случае конденсации минералов из газа.

«Изучив основные минералы хондр ряда метеоритов — это оливин, пироксен и плагиоклаз — на наличие редких элементов, я сумела выяснить, что в этих хондрах присутствовали высокие концентрации тугоплавких редких элементов. Причём эти элементы попали туда именно в результате плавления прекурсоров. Возможность того, что они образовались из газа, можно исключить», — пояснила в комментарии RT младший научный сотрудник ИГГД РАН Кристина Суханова.

Установить этот факт учёным удалось, применив инновационный метод SIMS — масс-спектрометрию вторичных ионов. Во время такого исследования поверхность образца подвергается бомбардировке пучком ионов кислорода. Они «выбивают» из образца ионы содержащихся в нём элементов, которые улавливаются масс-спектрометром для анализа.

По словам авторов исследования, полученные результаты помогут учёным лучше понять механизм формирования каменных планет Солнечной системы, мантии которых состоят из силикатных пород.