Каждый год сотни метеоритов — скальных тел, оставшихся от образования Солнечной системы, — бомбардируют Землю, доставляя на нашу планету минералы, металлы и воду. Анализ расщелин и богатых минералами отложений внутри метеоритов не только раскрывает раннюю историю формирования планет, но и может дать представление о том, как молодая Земля получала воду и другие ингредиенты, необходимые для жизни. Работа ученых была опубликована в журнале Meteoritics and Planetary Science.

Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) объединили два взаимодополняющих метода — рентгеновскую визуализацию и нейтронную визуализацию — чтобы заглянуть внутрь этих скальных остатков. Нейтронная визуализация идеально подходит для поиска воды и других водородосодержащих соединений, поскольку нейтроны легко рикошетят от водорода. Напротив, рентгеновское изображение лучше всего подходит для обнаружения месторождений тяжелых элементов, таких как железо и никель, потому что рентгеновские лучи в основном рассеиваются большим количеством электронов в тяжелых атомах.

Ни один из методов визуализации не наносит существенного вреда метеоритам и не изменяет их, в отличие от других методов анализа химического состава горных пород, которые требуют разрезания метеоритов на тонкие срезы. Хотя в прошлом каждый метод визуализации использовался по отдельности, команда одной из первых начала использовать эти два метода одновременно для создания моментальных снимков рентгеновского и нейтронного пучков.

В своем пилотном исследовании ученые изучили два метеорита, содержание минералов и воды в которых уже было хорошо известно, чтобы оценить точность комбинированных методов визуализации. Один из камней, получивший название EET 87503, представляет собой фрагмент поверхности большого астероида Веста, но также содержит материал от другой, богатой водой разновидности астероида.

Другой метеорит, GRA 06100, богатый железом и никелем, классифицируется как хондрит — горная порода, которая не подвергалась плавлению или другим процессам с первых дней существования Солнечной системы. Он также содержит значительное количество водородосодержащих силикатов, образовавшихся в результате воздействия воды в прошлом.

Для создания трехмерных изображений метеоритов ученые использовали рентгеновские и пучки нейтронов для изображения поперечных сечений горных пород. Затем отдельные изображения различных поперечных сечений были объединены для создания трехмерного изображения с помощью метода, известного как томография.

Методы визуализации точно выявили местонахождение богатых металлами минералов, силикатных минералов, воды и других гидрогенизированных соединений в двух метеоритах. Нейтронная визуализация выявила и охарактеризовала зерна хондрита в GRA 06100, которые затем можно было извлечь для дальнейшего изучения.

По словам Хасси, 3D-изображение может проверить теории о том, как вода попала в породу и по какому пути жидкость изменила состав минералов и стала связанной с образцом.

Хотя вода составляет 70% поверхности Земли, вопрос о том, как именно это вещество попало на нашу планету, остается предметом давних споров. Некоторые планетологи предполагают, что метеориты и кометы — ледяные реликвии из холодной внешней Солнечной системы — доставили воду вместе со строительными блоками белков, необходимых для жизни, после того, как ядро ​​нашей планеты сформировалось. Другие предполагают, что Земля приобрела воду во время своего формирования 4,5 млрд лет назад из кусочков газа и пыли, которые пеленали молодое солнце и слились воедино, образовав нашу планету.

Вода бывает двух видов: обычная вода, состоящая из водорода и кислорода, и тяжелая вода, состоящая из дейтерия (водорода с добавлением нейтрона) и кислорода. Один из способов определить, были ли метеориты основным источником земной воды, — сравнить относительное содержание этих двух типов в горных породах с относительным содержанием воды на поверхности Земли и под ней. Ученые-планетологи измерили обилие некоторых метеоритов, но им необходимо изучить большее их количество.

Теперь команда планирует использовать свою технику двойного изображения для изучения менее известных метеоритов, чтобы впервые можно было подробно нанести на карту содержание воды и минералов.

Автор материала: Таня Нати, Источник: Telegram NEWSru.co.il, Orbita.co.il