Felfedezték az eddig ismert legősibb anyagot a Földön

Svájci és amerikai kutatók egy meteorit tanulmányozása közben felfedezték az eddig ismert legősibb anyagot a Földön. Az űrből származó, bolygónkra a hatvanas években megérkezett kőben olyan porszemcséket különítettek el, amelyek 7 és fél milliárd évesek.

A porszemcsék közül a legősibbek olyan csillagokból származnak, amelyek akkortájt pusztultak el, amikor a mi Naprendszerünk kialakult – derül ki a tanulmányból, amelyet az amerikai tudományos akadémia folyóiratában, a PNAS-ben jelentettek meg.

A csillagok pusztulásával a részecskéik szétlökődnek az űrben, és ezek közül van, amelyik új csillagokba, bolygókba, holdakba és meteoritokba ágyazódik. Ezek a preszoláris szemcsék „olyanok, mint a csillagokból vett minták, mint a valódi csillagpor” – mondta a tanulmány vezető szerzője, Philipp Heck, a chicagói Field múzeum kurátora, valamint a Chicagói Egyetem geofizikai tanszékének oktatója.

A Murchison-meteoritFotó: Wikimedia Commons

A híres Murchison-meteorit 1969-ben zuhant le Ausztráliában, és már csak azért is rengeteget tanulmányozták, mert szokatlanul nagy, több mint egy mázsát nyom. A mostani kutatásban 40 ilyen preszoláris szemcsét vizsgáltak, amelyeket egytől-egyig a Murchison-kőből különítettek el.

Ehhez először porrá kell őrölni a meteorit egy apró részét, majd az összes darabkát elkülöníteni benne. Mire ezzel végeznek, egyfajta csirizszerű anyagot kapnak (aminek a szaga rothadt földimogyoróvajéra emlékezteti Jennika Greert, a mostani vizsgálat Heckkel együtt kutató résztvevőjét). A pasztát ezután savban feloldják, és a folyamat végén csak a csillagporszemcsék maradnak meg.

Kozmikus kormeghatározás

A szemcsék korának megállapításához a kutatók lemérték, milyen sokáig voltak kitéve az űrbeli kozmikus sugárzásnak. Ezek a sugarak ugyanis magas energiájú részecskéket tartalmaznak, amelyek átkelnek a galaxisunkon, és képesek behatolni a szilárd anyagokba is. Némelyik részecske kölcsönhatásba is lép az anyaggal, és új elemeket alakít ki. Minél tovább vannak kitéve az anyagok a kozmikus sugárzásnak, annál több keletkezik ezekből az elemekből. 

A kutatócsoport a 21Ne neonizotóp mérésével határozta meg a szemcsék korát. „Olyasmi ez, mint amikor az ember kitesz egy vödröt a zuhogó esőbe, és – feltéve, hogy az eső azonos intenzitással esik – az összegyűlt víz mennyiségéből ki tudja számolni, hogy milyen sokáig állt kint a vödör” – mondta Heck. Hasonlóképpen az új elemek mennyiségéből is lehet következtetni arra, hogy a szemcse milyen sokáig viselte a kozmikus sugárzást, azaz mennyi idős.

Elektronmikroszkópos képek a vizsgált preszoláris szemcsék két morfológiai típusáról: az A és a B képen látható az idiomorf típus, a C-n és a D-n pedig egy szilánkszerű képződmény.Fotó: PNAS/Philipp R. Heck

A Murchison-meteoritban talált szemcsék mintegy 60 százaléka 4,6-4,9 milliárd éves, tehát relatíve fiatalnak számít (összevetésképpen a Nap 4,6 milliárd, a Föld pedig 4,5 milliárd éve keletkezett). 

A 7,5 milliárd éves részecske viszont igazi szenzáció, ez az eddigi legrégebbi anyag, amit bolygónkon találtak. A fellelt szemcsék 10 százaléka 5,5 milliárd évnél idősebb, a maradék pedig a 4,9-5,5 milliárd évvel ezelőtti időszakból származik.

A neonizotópok segítségével elkülönített eddigi legősibb szemcse körülbelül 5,5 milliárd éves volt, de Heck biztos benne, hogy még a most találtnál is sokkal ősibb anyagok rejtőzhetnek akár a Murchisonban, akár más meteoritokban – csak még nem találtak rájuk.

„E szemcséknek köszönhetően most már közvetlen bizonyítékunk van arról, hogy galaxisunkban 7 milliárd évvel ezelőtt fokozott csillagképződés ment végbe. Ez a kutatásunk egyik legfontosabb megállapítása” – összegzett Heck. A vizsgálatból ugyancsak kiderült, hogy a preszoláris szemcsék sokszor úgy közlekednek az űrben, hogy meglepően nagy egységekbe tapadnak össze.

Neked is fontos, hogy hitelesen tájékozódj tudományról, technológiáról, klímaharcról: az emberiség jövőjéről? Nekünk az. Támogasd a munkánkat Te is!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: