Ученые обнаружили осколок протопланеты, который старше Земли

Фото: A. Irving

Исследователи считают, что найденный метеорит образовался в составе древней протопланеты, которая существовала на заре рождения Солнечной системы, пишет Science Alert. 

Согласно углубленному анализу состава и возраста породы, метеорит, известный как Erg Chech 002, не только старше Земли, но и сформировался вулканическим способом. Ученые предполагают, что когда-то он мог быть частью коры протопланеты. 

Этот метеорит представляет собой редкую возможность изучить ранние стадии формирования планет и узнать больше об условиях самых первых дней существования Солнечной системы, когда планеты, которые мы знаем сегодня еще не образовались. 

Метеорит EC 002 общей массой 32 кг был обнаружен в мае 2020 года в районе Эрг-Шеш — песчаной пустыне на западе Сахары, в юго-западной части Алжира. 

Обломки сразу привлекли к себе внимание, так как специалистам было ясно, что образцы не относятся к хондритам — наиболее распространенным из метеоритов, которые находят на Земле. В отличие от них, в составе метеорита Erg Chech 002 были найдены вкрапления кристаллов пироксена, на основании чего он был отнесен к классу ахондритов. 

Ахондриты не содержат хондр и представляют собой магматические (изверженные) породы либо брекчии, обломочные породы, возникшие в ходе ударных процессов. Считается, что такие метеориты образовались в составе крупных тел, которые когда-то претерпели внутреннее разделение на ядро и кору. 

Согласно базе данных Meteoritical Bulletin Database, из десятков тысяч идентифицированных метеоритов, только несколько тысяч — 3179, являются ахондритами. Большинство из них происходят от одного из двух родительских тел и имеют базальтовый состав. Это означает, что они не могут рассказать нам много о разнообразии протопланет в ранней Солнечной системе. 

"В составе Erg Chech 002, напротив, базальта нет, а есть магматическая вулканическая горная порода андезит. Это обстоятельство делает Erg Chech 002 чрезвычайно редким (особенно учитывая его возраст) и открывает новый путь для понимания формирования планет", — отметила группа ученых во главе с геохимиком Жан-Аликсом Барратом из Университета Западной Бретани во Франции. 

Радиоактивный распад изотопов алюминия и магния позволяет предположить, что эти два элементы кристаллизовались около 4,565 млрд. лет назад в составе родительского тела, которое само образовалось 4,566 млрд лет назад (согласно современным представлениям, возраст Земли составляет 4,54 млрд лет). 

"Этот метеорит — древнейшая из изученных магматических пород, проливающей свет на образование первичной коры, что покрывала древнейшие протопланеты", — пишут исследователи в своей статье, опубликованной в журнале PNAS. 

В отличие от базальта, который образуется в результате быстрого охлаждения лавы, богатой магнием и железом, андезит состоит в основном из богатых натрием силикатов. На Земле он формируется в так называемых зонах субдукции на границе литосферных плит, вдоль которых происходит погружение одних блоков земной коры под другие. 

И хотя андезит редко встречается в метеоритах, недавнее его открытие в метеоритах, обнаруженных в Антарктиде и Мавритании, побудило ученых исследовать, как это могло произойти. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что он может образовываться в результате плавления хондритного материала. 

Так как хондритные тела довольно распространены в Солнечной системе, возможно, что образование протопланет с андезитовыми корами также было обычным явлением. 

Однако, когда команда сравнила спектральные характеристики EC 002 — то есть то, как он взаимодействует со светом, со спектральными характеристиками астероидов, они не смогли найти в Солнечной системе ничего, что соответствовало бы метеориту. 

Остатки андезитовой коры не только редки в метеоритной летописи, но и в поясе астероидов. Отсюда возникает вопрос: если процесс образования был таким простым и обычным, то куда делись все дифференцированные протопланеты? 

Авторы работы предполагают, что в бурный период ранней Солнечной системы протопланеты или разбивались друг о друга, или поглощались более крупными скалистыми телами, либо же и то, и другое. 

Поскольку EC 002 немного старше Земли, вполне возможно, что его протопланетные братья и сестры помогли построить Землю из узла более плотного материала в пылевом облаке, которое вращалось вокруг молодого Солнца.

"Хотя мы довольно хорошо знаем, как рождаются молодые планеты, растущие за миллионы лет по мере слипания кусков камней и пыли, особенности этого процесса немного более загадочны. EC 002 представляет собой прекрасную возможность уточнить понимание того, как наша домашняя система возникла из пыли", — заключили ученые. 

Ирина Скиба / Skibair
Журналист AOinform