أقدم نيزك بركاني يتحدى نظريات تكوين النظام الشمسي

كشف تحليل نيزك Erg Chech 002 أنه أقدم صخرة من أصل بركاني تم العثور عليها على الإطلاق، وهو يتجاوز بكثير أي شيء نشأ على الأرض. كما أنها قدمت دليلاً على أن بعض أجزاء النظام الشمسي المبكر كانت أكثر ثراءً بكثير من غيرها بالنظائر المسؤولة عن معظم حرارتها الأولية، على الرغم من أننا مازلنا لا نعرف السبب.

لم تكن الشمس المبكرة ساطعة كما هي اليوم، لكن هذا لا يعني أن الكواكب الأولى التي تشكلت من القرص المحيط بها كانت باردة. إلى جانب الحرارة المنبعثة من الاصطدامات، كانت النظائر المشعة أكثر وفرة في ذلك الوقت، وحافظت على الأجسام الكبيرة الأولى ساخنة، وغالبًا ما كانت ذات أجزاء داخلية منصهرة. يُعتقد أن أحد النظائر على وجه الخصوص، وهو الألومنيوم 26، قد لعب دورًا مهمًا بشكل خاص، وربما يكون السبب وراء وجود الصفائح التكتونية اليوم.

اليوم، يتم تسخين قلب الأرض بشكل أساسي بسبب التحلل البطيء لليورانيوم والثوريوم، وينطبق الشيء نفسه على مراكز الأجسام الصخرية الأخرى. ومع ذلك، فمنذ أربعة مليارات ونصف المليار سنة، يُعتقد أن الألومنيوم 26 لعب دورًا أكبر بكثير.

يتحلل الألومنيوم-26 إلى المغنيسيوم-26، ويطلق طاقة أثناء ذلك. عند 705000، يكون نصف عمره قصيرًا بما يكفي لأن الحرارة تكون أكثر كثافة من الكميات المماثلة من اليورانيوم 235، ولكنها طويلة بما يكفي ليكون لها تأثير كبير على الملايين القليلة الأولى من السنين من تكوين الكواكب.

يُعتقد أن القرص الكوكبي الأولي الذي تشكل منه النظام الشمسي كان غنيًا بالألمنيوم 26 من النجوم المنفجرة القريبة، لكن علماء الفلك ناقشوا ما إذا كان النظائر مختلطًا بالتساوي، أو متجمعًا في بعض المناطق. ولاختبار ذلك، نحتاج إلى معرفة توقيت تشكل النيزك بدقة شديدة. وبخلاف ذلك، لا يمكننا معرفة ما إذا كان أحدها قد تشكل في منطقة منخفضة الألمنيوم 26، أو أنه أصغر ببضعة ملايين من السنين، بعد اضمحلال معظم النظائر.

تعتبر النيازك البركانية أسهل في التأريخ من تلك التي تراكمت على سطح الكويكب، لذلك كان اكتشاف إرج تشيش 002 في الصحراء الكبرى بمثابة هدية. وقد استفاد طالب الدكتوراه في الجامعة الوطنية الأسترالية، إيفجيني كريستيانينوف والمؤلفون المشاركون، استفادة كاملة، حيث قاموا بقياس عمر Erg Chech 002 بدقة مذهلة.

الأصول البركانية لـ Erg Chech 002 تعني أنها نشأت في جسم كبير بما يكفي ليكون نشطًا جيولوجيًا. تم التعرف على بعض النيازك البركانية على أنها قادمة من فيستا قبل أن تسقط في الاصطدام. ومن الواضح أن البعض الآخر، بما في ذلك Erg Chech 002، جاء من جسم آخر لا يمكننا تحديده، على الأرجح لأنه تم تدميره منذ فترة طويلة.

إن Erg Chech 002 غني بشكل غير عادي بالرصاص واليورانيوم، وهذا ليس من قبيل الصدفة. يخضع اليورانيوم لسلسلة من التحلل الإشعاعي حتى يصل إلى نظائر الرصاص المستقرة. عند تكوينها، كانت الصخرة التي أصبحت فيما بعد “أرج شيش 002” تحتوي على كمية أكبر من اليورانيوم، وقد اضمحل معظمها إلى الرصاص.

تضمحل نظائر اليورانيوم المختلفة بمعدلات مختلفة، لذلك من خلال مقارنة كميات كل منها ونسب منتجاتها النهائية، يمكن للجيولوجيين حساب عمر الصخور. أثبت Erg Chech 002 أنه مناسب بشكل خاص لإعطاء نتائج دقيقة: 4,565,560,000 سنة مع خطأ قدره 120,000 سنة فقط.

من خلال مقارنة وقت تكوين Erg Chech 002 مع التقديرات السابقة لتركيز الألومنيوم 26، خلص كريستيانينوف والمؤلفون المشاركون إلى أن جسمه الأصلي يجب أن يحتوي على ثلاثة إلى أربعة أضعاف كمية الألومنيوم 26 الموجودة في النيازك الأم المماثلة.

وما لم تكن تقديرات العمر أو الألومنيوم سيئة بالنسبة لنيزك أو آخر، فهذا يعني أن السحابة التي تشكلنا منها كانت أقل امتزاجًا بكثير مما افترضه الكثيرون.

وهذا يعني أيضًا أنه أثناء اندماجها، لم تجمع هذه الكواكب الأولية المواد من مناطق مختلفة كافية لموازنة هذه الاختلافات. يؤدي ذلك إلى تعقيد محاولات نمذجة تكوين الكواكب بشكل كبير، لكنه قد يفسر أيضًا بعض الحالات الشاذة.

قطع من عرق الشيش 002 كانت للبيع على موقع ئي باي بأسعار منخفضة للغاية، ولكن الآن بعد أن ثبتت قيمتها، فإنها قد ترتفع بسرعة إلى حد ما.

يتم نشر الدراسة في اتصالات الطبيعة.