Większość znalezionych na Ziemi meteorytów ma wspólne pochodzenie. Skąd się wzięły?
Według dwóch niezależnych badań, opublikowanych właśnie w czasopiśmie „Nature”, zdecydowana większość kosmicznych odłamków skalnych trafiających na Ziemię pochodzi z planetoid Koronis, Massalia i Flora. Wszystkie trzy znajdują się w pasie planetoid pomiędzy Marsem a Jowiszem. W jaki sposób udało się tak dokładnie ustalić pochodzenie meteorytów?
Spis treści:
Co roku na Ziemię spada około 17 tysięcy kosmicznych odłamków skalnych. Zdecydowanie więcej uderza w naszą atmosferę i spala się w niej. Te, które przetrwają podróż i wylądują na powierzchni naszej planety, nazywamy meteorytami. Dają one naukowcom możliwość zbadanie kosmicznych skał bez ruszania się z Ziemi.
Podział meteorytów
Meteoryty dzieli się zazwyczaj na trzy główne kategorie: kamienne, żelazne oraz kamienno-żelazne. Wśród meteorytów kamiennych można wyróżnić dwa typy. Najczęściej spotykane są chondryty, które zawierają wewnątrz okrągłe struktury, wyglądające jak krople stopionego metalu. Chondryty stanowią około 85% wszystkich meteorytów odnalezionych na Ziemi.
Większość z nich określa się jako „zwykłe chondryty”. Dzieli się je na trzy główne grupy – H, L oraz LL – w zależności od zawartości żelaza oraz proporcji żelaza i magnezu w kluczowych minerałach, takich jak oliwin i piroksen. Te minerały krzemianowe są podstawowymi składnikami naszego Układu Słonecznego. Można je również znaleźć na Ziemi, szczególnie w bazalcie.
Osobą kategorię stanowią tzw. „chondryty węglowe”. Zawierają one duże ilości wody w minerałach ilastych oraz substancjach organicznych, na przykład w aminokwasach. Chondryty te nigdy nie przeszły procesu topienia. Stanowią bezpośrednie próbki pyłu, z którego pierwotnie powstał Układ Słoneczny.
Mniej popularnym rodzajem meteorytów kamiennych są tak zwane „achondryty”. W przeciwieństwie do chondrytów, nie posiadają one okrągłych struktur, ponieważ przeszły proces topienia na ciałach planetarnych.
Pochodzenie meteorytów
Jesteśmy w stanie odróżnić meteoryty pochodzące z Księżyca lub Marsa od tych pochodzących z planetoid. Jednak dwa oddzielne badania opublikowane w „Nature” poszły o krok dalej. Badaniami kierowali Miroslav Brož z Uniwersytetu Karola w Czechach i Michaël Marsset z Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile.
Zacznijmy od tego, jak to się dzieje, że krążące średnio 330 milionów kilometrów od Ziemi skalne kawałki trafiają na naszą planetę? Wszystko przez Jowisza. To właśnie ogromna grawitacja Jowisza zaburza orbity planetoid głównego pasa i doprowadza do ich kolizji. W ten sposób duże obiekty rozpadają się na mniejsze części. Następnie wiele z nich zlepia się w jedno, lecz nie są to już jednorodne skały, ale stosy luźno skupionych kamieni. Właśnie tego typu planetoidy były celami przełomowych misji badawczych: Hayabusa i Osiris-REx. Te misje pozwoliły ustalić związek między różnymi typami planetoid a meteorytami odnajdywanymi na Ziemi.
Przede wszystkim planetoidy klasy S, czyli krzemianowe, znajdują się w wewnętrznych regionach pasa planetoid. Natomiast planetoidy węglowe klasy C (podobne do chondrytów węglowych) są częściej spotykane w zewnętrznych regionach pasa. Ale patrząc na rozległość głównego pasa planetoid, nie jest to zbyt precyzyjna informacja. Według badań zaprezentowanych w „Nature”, naukowcy są w stanie pójść znacznie dalej i powiązać konkretny typ meteorytu z jego konkretną planetoidą źródłową w pasie.
Kosmiczny odcisk palca
Praca ta wymaga żmudnego śledzenia trajektorii meteoroidów oraz modelowania ewolucji orbitalnej ciał macierzystych. Meteoroidy to skalne okruchy w przestrzeni kosmicznej. Dopiero po udanym przejściu przez atmosferę ziemską zmieniamy ich nazwę na meteoryty. A jeśli spłoną w atmosferze, nazywamy je meteorami.
Badanie prowadzone przez Miroslava Broža wykazało, że zwykłe chondryty pochodzą ze zderzeń planetoid o średnicy większej niż 30 kilometrów, które miały miejsce mniej niż 30 milionów lat temu. Zdaniem jego zespołu naukowego odłamki pochodzące z planetoid Koronis i Massalia mają odpowiednie rozmiary i znajdują się na trajektorii prowadzącej ku Ziemi. Tak przynajmniej wynika ze szczegółowego modelowanie komputerowego. Planetoidy Koronis i Karin są prawdopodobnie dominującymi źródłami chondrytów H. Z kolei planetoidy Massalia (L) i Flora (LL) są zdecydowanie głównymi źródłami meteorytów L– i LL-podobnych.
Badanie prowadzone przez Michaëla Marsseta dodatkowo dokumentuje pochodzenie meteorytów chondrytowych L z Massalii. Zestawiono dane spektroskopowe – czyli charakterystyczne natężenia światła, które mogą być „odciskami palców” różnych cząsteczek – planetoid w pasie między Marsem a Jowiszem. Wykazało to, że skład meteorytów chondrytowych L na Ziemi jest bardzo podobny do składu planetoidy z rodziny Massalia.
Naukowcy wykorzystali następnie modelowanie komputerowe, aby wykazać, że zderzenie planetoid, do którego doszło około 470 milionów lat temu, utworzyło rodzinę Massalia. Zbiegiem okoliczności kolizja ta doprowadziła również do powstania licznych meteorytów, które odkryto w ordowickich wapieniach w Szwecji.
Źródła: Nature [1] i [2].
Nasza autorka
Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka
Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.