通过对车里雅宾斯克陨石的微观分析 帮助重建行星的诞生方式和时间

由剑桥大学领导的一组研究人员结合了车里雅宾斯克陨石的测年和微观分析——这颗陨石在 2013 年落到地球上并成为头条新闻——以获得对历史撞击事件发生时间的更准确的限制。

他们的研究发表在《通讯地球与环境》杂志上，研究了陨石中的矿物质怎么随着时间的推移受到不同影响的破坏，这意味着他们可以确定可能与行星形成有关的最大和最古老的事件。

“陨石撞击年龄通常是有争议的：我们的工作表明，我们需要利用多条证据来更加确定撞击古代——就像调查一个古老的犯罪现场一样。

”领导这项研究的剑桥地球科学系的克雷格·沃尔顿说。

在我们太阳系古代的早期，包括地球在内的行星是由小行星和更大的天体（称为原行星）之间的大规模碰撞形成的。

“这些影响的证据是如此古老，以至于它已经在行星上丢失了——尤其是地球的记忆很短暂，因为地表岩石不断被板块构造循环利用，”合著者奥利·肖特尔博士说，他是剑桥大学地球科学系和天文学研究所的联合成员。

相比之下，小行星及其以陨石形式落入地球的碎片是惰性的、寒冷的和更古老的——这使它们成为碰撞的忠实计时员。

这项与中国科学院和开放大学的研究人员合作的新研究记录了车里雅宾斯克陨石内部的磷酸盐矿物怎么被不同程度地破碎，以拼凑碰撞古代。

目的是证实陨石的铀铅年代测定，该测定观察一种同位素衰变为另一种同位素所经过的时间。

中国科学院北京地质与地球物理研究所进行铀铅测年的胡森博士说：“大多数原始陨石中的磷酸盐是测定陨石在其母体上所经历的冲击事件的绝佳目标。

之前对这颗陨石的测年揭示了两个撞击年龄，一个是较早的，大约 45 亿年前的碰撞，另一个是在过去 5000 万年内发生的。

但这些年龄并不是那么明确。

就像一幅画随着时间的推移而褪色一样，连续的碰撞会使曾经清晰的画面变得模糊，导致科学界对年龄甚至记录的撞击次数的不确定性。

这项新研究将车里雅宾斯克陨石记录的碰撞按时间顺序排列，方法是将陨石上新的铀铅年龄与在其晶体结构内看到的碰撞引起的加热的微观证据联系起来。

这些微观线索随着每次连续撞击在矿物中累积，这意味着可以区分碰撞、按时间顺序排列和确定日期。

发现表明，含有最古老碰撞印记的矿物要么在高温下破碎成许多较小的晶体，要么在高压下强烈变形。

研究小组还描述了陨石中的一些矿物颗粒，它们在较低的压力和温度下因较小的撞击而破裂，并且记录的年龄更近，不到 5000 万年。

认为，这种撞击可能将车里雅宾斯克陨石从其宿主小行星上切下，并将其撞向地球。

总之，这支持两阶段的碰撞古代。

科学家们对 45 亿年前撞击的日期特别感兴趣，因为这大约是我们认为地月系统形成的时间，可能是两个行星体碰撞的结果。

车里雅宾斯克陨石属于所谓的石陨石群，所有陨石都含有高度破碎和重熔的物质，与这次很大的撞击大致同时发生。

新获得的日期支持先前的建议，即许多小行星在 4.48 至 44.4 亿年前经历了高能碰撞。

“所有这些小行星此时都记录了强烈的融化，这一事实可能表明太阳系正在重组，这可能是由于地月形成，也可能是巨行星的轨道运动。

沃尔顿现在计划在月球形成影响的窗口上完善约会，这可以告诉我们我们自己的星球是怎么形成的。