Изображение предоставлено Джо Туччиароне
Одной из ведущих теорий о том, как образовалась наша Луна, является теория гигантского импактора, которая предлагает маленькую планету размером с Марс, пораженную Землей в начале формирования нашей солнечной системы, выбрасывая большие объемы нагретого материала из внешних слоев обоих объектов. Это сформировало диск материала орбиты, который в конечном счете склеился, чтобы сформировать Луну. До сих пор не было никакого способа проверить эту теорию. Но новый инструмент, который внимательно изучает изотопы железа, может пролить свет на происхождение Луны, а также на то, как сформировались Земля и другие земные планеты.
Новый прибор, масс-спектрометр с плазменным источником, разделяет ионы (заряженные частицы) в зависимости от их массы и позволяет тщательно исследовать изотопы железа. По словам Николаса Дауфа из Чикагского университета, Фан-Чжэнь Тен из Университета Арканзаса и Розалинда Т. Хелц из Николая Дофаса из Университета Чикаго, наблюдая за небольшими вариациями железных дисплеев на субатомном уровне, могут рассказать ученым-планетологам больше об образовании коры. Геологическая служба США, которая является соавтором статьи, которая будет опубликована в журнале Наука.
Их результаты противоречат широко распространенному мнению, что изотопные изменения происходят только при относительно низких температурах и только в более легких элементах, таких как кислород. Но Дауфа и его партнеры смогли измерить изотопные вариации, возникающие в магме при температуре 1100 градусов по Цельсию (2,012 градуса по Фаренгейту).
Предыдущие исследования базальта обнаружили небольшое разделение изотопов железа или его отсутствие, но эти исследования были сосредоточены на породе в целом, а не на ее отдельных минералах. «Мы проанализировали не только целые породы, но и отдельные минералы», - сказал Тен. В частности, они проанализировали кристаллы оливина.
Внутри прибора ионы образуются в плазме газообразного аргона при температуре около 14 000 градусов по Фаренгейту (8 000 градусов по Кельвину, горячее поверхности Солнца).
Инструмент был испытан на лаве кратера Килауэа Ики на Гавайях.
При применении к различным наземным и внеземным базальтам, включая лунные породы, метеориты с Марса и астероиды, этот метод мог бы предоставить более убедительные доказательства теории гигантского импактора и дать представление о формировании континентов Земли и потенциально мог бы сказать нам больше о том, как сформировались другие планетарные тела.
«Наша работа открывает захватывающие возможности для исследований», - сказал Дауфа. «Теперь мы можем использовать изотопы железа в качестве следов образования и дифференциации магмы, которые сыграли роль в формировании континентов».
Оригинальный источник новостей: PhysOrg
