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新技术助科学家找到货真价实的地球碎片

科学家认为这颗神秘的黑色彗星物质有助于解释地球的形成、我们的行星系统源于何处,彗星是通往早期太阳系演化的重要途径,这一发现为我们提供了前所未有的机会研究彗星。

这项最新研究同时暗示更多的纳米钻石(构成星团主要成份的微小碳微粒)很可能形成于我们太阳系,这是由于纳米钻石的氮同位素比率与太阳十分接近。一些科学家注意到多数纳米钻石的外形颇似前磨牙,认为它们可能是由于超新星爆炸,从其它恒星系统中喷射进入太阳系的。目前,这两项研究报告发表在6月23日出版的《科学》杂志上。

之前提到的方法——数锆石中的铅同位素——不是十分完善的方案,因为困在锆石中的放射性铀在衰变过程中会踢飞铅的同位素。Valley说:“如果铅在某种过程中会从结晶体的某部分转移到其他地方,那么铅元素集中的区域的表观年龄更老,而铅原子的来源部分表观年龄会更年轻。”

John Valley是威斯康辛大学麦迪逊分校的一名地球化学家,Valley和他的同事一道采用了一种叫做原子探针断层摄影术的新技术。这种技术可以让科学家数出这块发现于西澳大利亚中部Jack Hills的锆石内含有的个别铅原子。

据报道,大约在2800万年前,埃及上空出现了一次彗星爆炸事件,遍布彗星碎“雨”,并留下了一颗神秘的“黑色卵石”,这是科学家第一次在地球上发现古老的彗星(核)物质碎片

Valley说利用原子探针断层摄影术技术就不会存在这种探测问题,变态网页游戏私服,通过这种方法科学家能够测定很准确的年龄。他说:“事实证明锆石中的化学元素记录是可信的。”

分析氮原子

“创世纪号”探测器的遗产

据美国太空网站报道,日前,两项最新研究显示,太阳系内地球和其它岩石星体并非源自太阳系起源初始物质。

最古老的地球碎片被找到 货真价实 科技世界网

研究人员称,取决于包含氧同位素的状况,轻微能量差异的光子在分解一氧化碳时会存在差别。氧-16比其它两种同位素更普遍存在,因此它们更普遍存在于整个太阳星云。依据“同位素自吸收”理论,大量的光子需要分解太阳星云边缘已被吸收的一氧化碳中的氧-16,从而使太阳星云内部大量的氧-16原封未动。

新闻扩展:

此前,来自彗星的物质只在地球大气中尘埃或者南极冰层中碳含量较高的粉尘中,较大体积的卵形块状物质却十分罕见,美国宇航局和欧洲空间局通过彗星探测器近距离飞掠仅仅收集到几微克的彗星物质,花费却高达数十亿美元。

研究人员称,这两项最新研究将帮助科学家更好地理解太阳系早期阶段。同时,麦克基甘指出,通过这项研究将恢复“创世纪号”探测器的声誉,该探测器采集样本的太空舱坠落在地球表面,这项太空任务并未失败,事实证明它为我们提供了宝贵可靠的太空样本。

科学家通过美国宇航局“创世纪号”探测器检测从2004年从太空中收集的太阳风粒子,当时收集太空风粒子的太空舱降落在地球表面。这些幸存得以挽救的珍贵样本显示太阳基础元素不同于地球、月球和其它太阳系内移居星体的构成成份。该项研究显示,大约在46亿年前,一些太空事件影响许多微小碎片最终合并入这些岩石星体,当时太阳已形成。

这块蓝色锆石碎片有43.75亿年历史,对人类理解地球形成过程有深远意义。最新研究证明了这块石头是货真价实的地球形成初期的碎片。

两项最新研究显示,太阳系内地球和其它岩石星体并非源自太阳系起源初始物质。

虽然科学家并不确信这一进化过程是如何实现和发生的,他们提出了假想和推测。主流观点提出者麦克基甘称,或许这一过程叫做“同位素自吸收(isotopic self-shielding)”。大约46亿年前,这些星球并未与太阳星云(密集的气体和灰尘云)进行合并,太阳星云中的多数氧原子可能与气态一氧化碳分子密切相关。

至于地球等星体如何形成富含氮-15同位素,马蒂认为可能与“同位素自吸收”理论如出一辙,但目前仍不能完全确定。他说:“这与当前的最新研究结果相一致,目前我们不能排除氮-15同位素是从外太空以灰尘的形式进入太阳系的可能性。”

研究证明了这些锆石形成于大质量宇宙天体撞击地球形成月亮之后的1亿年里。他们认为这块晶体来自于花岗闪长岩或者是石英闪长岩——两周岩石都富含水分——这说明地球在遭受冲击后的冷却过程相当迅速。Valley说冷却的过程非常快,所以地表才会有水存在。

马蒂说:“通过此前的研究和当前创世纪号探测器采集样本中的氮分析,可能无法理解这种变化的逻辑性。目前我们认为太阳星云原始成份中缺乏氮-15同位素,因此太阳系内星体所富含氮-15成分另有其它来源。”

“创世纪号”探测器于2001年发射,并在距离地球150万公里上空运行。该探测器用两年多的时间采集太阳风微粒,太阳风微粒是从太阳表面喷射的数百万英里时速的带电粒子流。

相比之下,更多的光子可能穿过太阳星云内部区域分解氧-17和氧-18,释放这些同位素,使它们最终合并在岩石星体中。同时,依据“同位素自吸收”理论将解释为什么太阳和地球氧同位素含量会存在很大的差异。麦克基甘称,近期发表的这项最新研究为同位素自吸收理论提供了很好的支持。


研究人员发现太阳风粒子中显著拥有更多的氧-16(相对于其它两种氧同位素),同时也比地球拥有的氧-16更多。某些星体进化过程使大量的这些氧同位素形成了地球以及太阳系内部的其它岩石星体,它们氧-17和氧-18的含量分别为7%。

美国加州大学洛杉矶分校的凯文·麦克基甘(Kevin McKeegan)说:“基于一致观点,或者长期历史性观点,这是一项令人震惊的研究结果。同时,它将证实地球并不是宇宙万物核心。”

麦克基甘和研究小组同事检测发现样本中存在大量的太阳风氧同位素,同位素是原子核中拥有不同数量中子的元素。氧具有三种稳定的同位素:氧-16(8个中子)、氧-17(9个中子)和氧-18(10个中子)。

根据南非威特沃特斯兰德大学教授大卫·布洛克认为:彗星经常访问我们的天空,它们是一类充满宇宙尘埃的“肮脏”冰雪球,从太阳系的边缘进入内侧轨道,从来没一颗大彗星的碎片在地球上被发现。


现在我们无需花费如此高昂的代价就能获得彗星(核)物质的样本,虽然目前发现的彗星物质仅为第一例,但是位于这片沙漠6000公里的范围内可能还有其他彗星物质碎片。

在另一项研究中,法国南希大学伯纳德·马蒂(Bernard Marty)带领研究小组分析创世纪号探测器采集样本中的氮同位素(氮拥有两种稳定的同位素:氮-14,拥有7个中子;氮-15,拥有8个中子)。

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