Silné slnečné vetry unikajú z koronálnych dier v atmosfére Slnka. (NASA/SDO/AIA) Pred 4,5 miliardami rokov, keď sa Slnečná sústava ešte len formovala, častice slnečného vetra nášho Slnka pravdepodobne uviazli v jadre Zeme, keď sa skladali z vesmírnych trosiek.
K tomuto záveru dospeli vedci po analýze železného meteoritu a zistení prebytku vzácnych plynov s pomermi izotopov v súlade so slnečným vetrom. Pretože sa predpokladá, že železné meteority sú analogické formovaniu planetárneho jadra, naznačuje to, že podobné množstvá by mali byť zahrnuté aj v jadre Zeme.
Meteorit, pomenovaný okres Washington miesto, ktoré bolo nájdené v roku 1927, je vzácne. Zo všetkých vesmírnych skál, ktoré padajú na Zem, je približne len 5 percent tých, ktoré získavame, vyrobených zo železa.
Na základe nášho chápania formovania planét sú tieto železné meteority interpretované ako jadrá zlyhaných planét.
Predpokladá sa, že planéty vznikajú, keď sú ich hviezdy veľmi mladé - možno dokoncazároveňkeďže sa hviezda stále formuje – a obieha ich víriaci hustý oblak prachu a plynu. Prach a kamienky v tomto oblaku sa začnú zrážať a lepiť sa k sebe: najprv elektrostaticky, potom gravitačne, keď sa objekt zväčší a môže pritiahnuť viac materiálu. Tieto objekty sú v podstate „semená“ planét, resp planetezimály .
Ako planetesimály rastú, sú horúce a trochu roztavené, čo umožňuje pohybu materiálu. Diferenciácia jadra je proces, pri ktorom hustejší materiál klesá dovnútra smerom k stredu objektu, zatiaľ čo menej hustý materiál stúpa smerom von.
Nie všetko, čo sa začne stávať planétou, sa skutočne stane planétou. Predpokladá sa, že asteroidy sú pozostatky planetesimál, ktoré boli narušené a fragmentované skôr, ako mohli dosiahnuť úplný rast planéty; a železné meteority sa považujú za fragmenty diferencovaných planetezimálnych jadier.
Z tohto dôvodu planetárni vedci študujú železné meteority, aby lepšie pochopili vznik našej vlastnej planéty, ktorá má ahusté železné jadro. A železný meteorit okresu Washington je už nejaký čas známy ako výnimočný.
Vedci najskôr zistili, že sa zdá, že obsahuje nezvyčajné izotopy vzácnych plynov hélia a neónu ešte v 60. rokoch minulého storočia a výskumníkov to odvtedy zaujímalo.
Pôvodne sa predpokladalo, že plyny sú kozmogénneho pôvodu – to znamená, že vznikli interakciami s galaktickým kozmickým žiarením, ktorému bol železný meteoroid vystavený počas miliárd rokov vo vesmíre.
potom v 80. rokoch 20. storočia Astronómovia zistili, že pomery sú viac v súlade s pomermi izotopov slnečného vetra. Teraz to potvrdil tím pod vedením kozmochemika Manfreda Vogta z univerzity v nemeckom Heidelbergu.
Pomocou hmotnostnej spektrometrie vzácnych plynov pozitívne identifikovali, že niektoré pomery izotopov neónu a hélia nájdené v meteorite okresu Washington sú oveľa viac v súlade so slnečným vetrom než s kozmogénnym pôvodom.
'Merania museli byť mimoriadne presné a presné, aby sa odlíšili slnečné podpisy od dominantných kozmogénnych vzácnych plynov a atmosférickej kontaminácie,' Vogt vysvetlil .
Extrapoláciou meteoritu na planetárne jadrá tím dospel k záveru, že je možné, že podobné častice slnečného vetra boli zachytené formujúcim sa zemským jadrom a rozpustené v tekutom kove. Je zaujímavé, že pozorovacie dôkazy podporujú tento záver.
Slnečné izotopy hélia a neónu možno nájsť aj v magmatických horninách oceánskych ostrovov. Prinajmenšom niektoré z týchto oceánskych bazaltov pochádzajú z hlbokých plášťových vlekov, o ktorých sa predpokladá, že sa rozširujú až po hranicu jadro-plášť , okolo 2 900 kilometrov (1 800 míľ) hlboko.
Keďže slnečné izotopy sa nenachádzajú vo vulkanickej hornine pochádzajúcej z plytších materiálov, naznačuje to, že izotopy pochádzajú z hlbín Zeme, uviedli vedci.
'Vždy sme sa čudovali, prečo môžu takéto rôzne plynové podpisy vôbec existovať v pomaly, aj keď neustále konvekčnom plášti,' vysvetlil kozmochemik Mario Trieloff z univerzity v Heidelbergu.
Podľa výpočtov tímu by pozorované množstvo izotopov slnečného neónu a hélia v plášti nevyžadovalo obrovské množstvo materiálu podobného meteoritu v okrese Washington. Ak by len 1 až 2 percentá jadra mali podobné zloženie, mohlo by to vysvetliť, čo Trieloff a jeho tím pozoroval.
Vzhľadom na to, aké turbulentné podmienky by boli počas formovania slnečnej sústavy a akodivoké Slnko, možno nie je prekvapujúce, že slnečné častice sa miešajú do všetkého.
Ale skutočnosť, že tieto častice môžu presakovať z jadra do plášťa je prekvapivé a naznačuje to, že možno budeme musieť v budúcom výskume a modelovaní zohľadniť netesné jadro, uviedli vedci.
'Pre našu planétu to môže ponúknuť nové riešenie problémov spojených s udržiavaním rôznych režimov plášťa s odlišnými znakmi vzácneho plynu, a to prúdením jednotlivých rezervoárov zo základného jadra.' napísali vo svojich novinách .
'Zároveň by to znamenalo značnú - predtým zanedbávanú - aktívnu úlohu zemského jadra v geochémii plášťa a nestálej geodynamike, ktorá by mala byť integrovaná do budúcich štúdií.'
Výskum bol publikovaný v r Komunikácia Zem a životné prostredie .