Углистые хондриты могли доставить на Землю до трети общего количества цинка, при том что их вклад в общее количество веществ на Земле составляет не более шести процентов. Они так же могли быть источником других элементов помимо цинка — ртути, селена, благородных газов. Статья опубликована в Icarus.
Постепенное увеличение размеров твердых тел от пыли до планетезималей привело к формированию каменных планет Солнечной системы. Материал, который остался с тех времен, — метеориты. Их химический состав отражает самые ранние процессы, которые протекали в молодой Солнечной системе. Они обладают сложной классификацией, которая включает минералогические, петрологические и химические признаки. Самым распространенный тип метеоритов — это хондриты. Они в свою очередь делятся на обыкновенные, углистые и энстатитовые хондриты. Земля по своему составу занимает промежуточное положение между обыкновенными и углистыми хондритами.
Чтобы оценить вклад каждого типа вещества в состав Земли, можно измерить соотношение изотопов. Изотопы — это разновидности атомов, у которых одинаковый атомный номер, но разные массовые числа. Большинство элементов имеют стабильные изотопы, например: углерод-12, кислород-18, медь-65, свинец-208 и многие другие.
При изменении давления, температуры или в результате деятельности живых организмов, одни изотопы вступают в реакции лучше других. Другими словами, они разделяются и по-разному накапливаются в химических соединениях. Этот процесс называется изотопное фракционирование. Например, углерод имеет два стабильных изотопа углерод-12 и углерод-13. Растения при фотосинтезе избирательно накапливают углерод-12. Если измерить отношение этих двух изотопов в растениях, то окажется, что оно выше, чем в атмосфере.
Такие измерения требуют мультиколлекторных масс-спектрометров с индуктивно-связанной плазмой и химической обработки образцов. Информацию об изотопном составе материалов используют самые разные науки: от археологии до планетологии.
К числу элементов с несколькими изотопами относится и цинк. У него их пять, поэтому теоретически существовали все предпосылки обнаружения существенных отклонений в изотопном составе обыкновенных, углистых и энстатитовых хондритов. Но до последнего времени ученым не удавалось это сделать.
Команда исследователей из Великобритании и Франции под руководством Поля Сэвиджа (Paul Savage) из Университета Париж-Сите и Сент-Эндрюсский университета впервые зарегистрировала изотопные аномалии цинка в метеоритах. Они подобрали образцы таким образом, чтобы охватить все основные группы хондритов. Всего проанализировали 11 образцов, пять из которых были углистыми, три обыкновенными и четыре энстатитовыми хондритами. Затем они сравнили полученные изотопные характеристики с изотопным составом цинка Земли. Его в свою очередь определили, исходя из анализа изотопов цинка в трех стандартных образцах базальта и одном стандартном образце дунита.
Результаты свидетельствуют, что около трети общего цинка попало на Землю с веществом подобным углистым хондритам. Это согласуется с количеством других элементов, которое могло доставить вещество сходное с углистыми хондритами — азота, углерода, благородных газов, селена, ртути, серебра и меди. Благодаря этому удалось оценить, какой вклад метеоритов в общее количество вещества на Земле. Согласно расчетам, объем такого вещества мог быть около шести процентов.
Ранее мы уже рассказывали, как изотопы магния помогли рассказать историю формирования поверхности Луны, а изотопы ксенона — химический состав архейского воздуха.
Александр Марфин
Почему землетрясения внезапны и происходят ли они все чаще
Землетрясение в Турции унесло больше 41 тысячи жизней ― и это не окончательное число жертв. Афтершоки не прекратились до сих пор, их число уже достигло нескольких тысяч. Что спровоцировало все эти толчки? Можно ли было их предвидеть? Как скоро будет другое мощное землетрясение в этом районе — и можно ли вообще говорить о глобальном росте сейсмической активности?