Nanotechnológia alkalmazásával faggatják a meteoritot

1026

Az 1969. február 8-án a mexikói Puerto de Allende-ben hullott Allende meteorit darabjainak legújabb laboratóriumi vizsgálata a Naprendszer ősködében egykoron uralkodott turbulens anyagáramlásokról adott hírt. Az eredetileg kamion méretű és tömegű meteorit a légkörben szétrobbant, darabjaiból eddig mintegy két tonnányit gyűjtöttek össze, de még ma is találnak a területen szétszóródott darabokat. Az Allende meteorit a nagyon ritka szenes kondritok CV3 típusába tartozik, amilyen például a hazánkban 1857. április 15-én hullott kabai meteorit is. A szenes kondritok forrásai a viszonylag egyszerű felépítésű C-tipusú kisbolygók lehetnek.

A  kondritok az anyagukban szabad szemmel is látható kondrumokról, milliméteres, centiméteres kőzetgömböcskékről, anyagfeldúsulásokról kapták nevüket. A CV3 típusú kondritokban ezek magnéziumban gazdag olivin kristályok, melyeket gyakran vesz körbe vas-szulfid. A kőzet szövete is főleg vasban gazdag olivinből áll. Fontos összetevői a szenes kondritok ezen típusának a CAI-k, azaz a kalciumban és alumíniumban gazdag zárványok. A CAI-k a legkorábbi Naprendszerbeli ásványkiválások, koruk közel megegyezik a Naprendszer korával. Az Allende meteorit kora mintegy 4,57 milliárd év, akárcsak a Naprendszeré.

Az Allende meteorit kb. 1 milliméter kiterjedésű darabjának röntgen képe. A mesterséges színeknek a következő ásványok felelnek meg: melilit (lila), perovszkit (világoskék), piroxén (sárga), spinell-hibonit (sötétkék), szodalit (piros), olivin (zöld). A méretskála jel 100 mikron. (J.I. Simon és munkatársai)

A meteoritokban lévő CAI-k, valamint más elemi és izotóp-összetevők nagyon alkalmasak bolygórendszerünk ősködében végbement történések feltérképezéséhez mind térben, mind időben. Például a CAI-k oxigén 16-os izotópban gazdagok, és az ezzel kapcsolatos 17-es oxigénizotóp a meteorit naptávolságát jelzi az ősködben. A kalcium segítségével viszont az idő határolható be nagyjából 0,1 millió év pontossággal. A meteorit anyagának ilyen tulajdonságait használták fel a mostani laboratóriumi vizsgálatokban.

A Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium NanoSIMS, vagyis nano-mérettartományban dolgozó másodlagos ion-tömegspektrométere.

A meteorit vizsgálatát a mai nanotechnológia egyik fontos mérőműszere, a NanoSIMS (Nanometer-scale Secondary Ion Mass Spectrometer) segítette. A Lawrence Livermore laboratórium legújabb NanoSIMS berendezésével elemek, nyomelemek és izotópok ultraérzékeny elemzését lehet elvégezni nanométeres (10-9 m) méretskálán. A mérés lényege, hogy egy szilárd felszínbe ionsugarat bocsátva a vizsgált anyag felszínéből másodlagos ionok, atomok, molekulák szabadulnak ki. Ezeket tömegspektrométerrel elemezve az elemi izotóp és molekula összetétel meghatározható. Ma már nem csak földi laboratóriumokban, hanem űrszonda fedélzetén is van ilyen berendezés, például az ESA Rosetta űrszondáján lévő COSIMA (COmetary Secondary Ion Mass Analyzer).

A spirális lökéshullám-zónában kevés 16-os oxigén izotópot vesz fel a CAI (szürke spirális sáv), de ezen a tartományon kívül a bolygókeletkezési zónában feldúsul 16-os oxigénnel, mint például az A és B-vel jelölt utakon, az ősi gázkorong fősíkja közelében (J.I. Simon, NASA JSC).

A CAI szemcsék hosszú utat barangoltak be a bolygók közti térben, majd nem sokkal ezután beépültek az Allende meteoritba, amely megőrizte számunkra őket. Az új vizsgálatok szerint a 16-os oxigénizotóp rétegekben dúsul fel az Allende meteoritban lévő CAI szemcsékben. Ez azt jelenti, hogy a CAI szemcsék az ősködben hol 16-os oxigénben dúsabb, hol pedig hiányosabb tartományokon haladtak keresztül. Ez az ősködben végigsöprő spirális lökéshullámokra utal, melyek gázanyaga kevés 16-os oxigént tartalmazott, de azon kívül a bolygókeletkezési zónában sokat. Itt újabb oxigén réteg rakódik a CAI zárványokra.

A korai Naprendszerben lehetséges anyagáramlásokról már hozott hírt a NASA Stardust űrszondája, amikor a 81P/Wild 2-üstökös poranyagából mintát juttatott a Földre. Az üstököspor laboratóriumi vizsgálati eredményei vetették fel ezt a lehetőséget. Az Allende meteor mostani vizsgálata is arra utal, hogy bolygórendszerünk kialakulása idején kiterjedt anyagáramlások, cirkulációk és turbulenciák lehettek az ős-Nap mágneses tere által átszőtt poros gázködben.

Források:

 

Kapcsolódó internetes oldalak:

Hozzászólás

hozzászólás