Il nucleo terrestre potrebbe aver intrappolato gas nobili dalle esplosioni dell’antico vento solare

4,5 miliardi di anni fa, quando il sistema solare si stava ancora formando, le particelle dei nostri venti solari probabilmente rimasero bloccate nel nucleo della Terra mentre si raccoglievano dai detriti spaziali.

Questa è la conclusione a cui sono giunti gli scienziati dopo aver analizzato un meteorite ferroso e scoperto un eccesso di gas nobili con proporzioni isotopiche compatibili con il vento solare. Poiché si ritiene che i meteoriti di ferro assomiglino alla formazione dei nuclei planetari, ciò indica un’abbondanza simile nel nucleo della Terra.

Chiamato meteorite Contea di Washington Il luogo dove è stato ritrovato nel 1927, è un luogo raro. Di tutte le rocce spaziali che cadono sulla Terra, solo circa il 5% delle rocce che recuperiamo sono fatte di ferro.

Sulla base della nostra comprensione della formazione dei pianeti, questi meteoriti ferrosi sono interpretati come nuclei planetari guasti.

Si pensa che i pianeti si formino quando le loro stelle sono molto piccole – forse anche nello stesso momento in cui si sta ancora formando una stella – e una densa nuvola di polvere e gas ruota intorno a loro. Polvere e ciottoli in questa nuvola iniziano a scontrarsi e ad attaccarsi l’uno all’altro: prima elettrostaticamente, poi gravità man mano che l’oggetto diventa più grande e può attrarre più materiali. Queste cose sono fondamentalmente i “semi” del pianeta, o Pianeti.

Man mano che i giovani pianeti crescono, diventano caldi e si sciolgono leggermente, consentendo ai materiali di muoversi. La differenziazione primaria è il processo in cui il materiale più denso affonda verso l’interno verso il centro del corpo mentre la sostanza meno densa sale verso l’esterno.

Non tutto ciò che inizia a diventare un pianeta in realtà lo fa fino in fondo. Si pensa che gli asteroidi siano i resti di piccoli pianeti che si sono interrotti e frammentati prima di raggiungere la piena crescita del pianeta; Si pensa che i meteoriti di ferro siano frammenti di diversi nuclei planetari.

Per questo motivo, gli scienziati planetari studiano i meteoriti di ferro per comprendere meglio la formazione del nostro pianeta, che ha un nucleo di ferro denso. E il meteorite ferroso nella contea di Washington è noto da tempo per essere speciale.

Gli scienziati hanno scoperto per la prima volta che sembra contenere insoliti isotopi dei gas nobili elio e neon Negli anni SessantaE da allora ha suscitato l’interesse dei ricercatori.

Inizialmente, si pensava che i gas fossero di origine cosmica, ovvero fossero generati dalle interazioni con i raggi cosmici galattici a cui il meteorite ferroso era esposto durante miliardi di anni nello spazio.

Poi, Negli anni ottanta, Gli astronomi hanno scoperto che i rapporti sono più coerenti con i rapporti isotopici del vento solare. Ora, questo è stato confermato da un team guidato dal chimico cosmico Manfred Vogt dell’Università di Heidelberg in Germania.

Utilizzando uno spettrometro di massa a gas nobile, hanno determinato positivamente che alcuni rapporti isotopici di neon ed elio trovati nel meteorite della contea di Washington sono più coerenti con il vento solare piuttosto che con l’origine dell’universo.

“Le misurazioni devono essere straordinariamente precise e accurate per distinguere tra le firme solari dei gas nobili che generano l’universo predominante e l’inquinamento atmosferico”, Vogt ha spiegato.

Estrapolando la meteora in nuclei planetari, il team ha concluso che particelle simili del vento solare avrebbero potuto essere catturate attraverso il nucleo costituente della Terra e dissolte nel metallo liquido. È interessante notare che le prove osservative supportano questa conclusione.

Gli isotopi solari di elio e neon si possono trovare anche nelle rocce ignee delle isole oceaniche. Almeno alcuni di questi basalti oceanici sono ottenuti da pennacchi di mantello profondi che si ritiene si estendano Per quanto riguarda la polpa – mantello, In giro 2.900 chilometri (1800 miglia).

Poiché non ci sono isotopi solari nelle rocce ignee ottenute da materiali poco profondi, hanno detto i ricercatori, ciò indica che gli isotopi sono ottenuti dalle profondità della Terra.

“Ci siamo sempre chiesti perché ci sono firme di gas così diverse nel mantello di convezione lentamente anche se in modo persistente”, Il chimico cosmico Mario Triloff ha spiegato Dall’Università di Heidelberg.

Secondo i calcoli del team, l’abbondanza osservata di isotopi solari di neon ed elio non richiederebbe enormi quantità di materiale simile al meteorite della contea di Washington. Se solo l’1-2% della polpa avesse una composizione simile, ciò potrebbe spiegare ciò che hanno osservato Triloff e il suo team.

Considerate le condizioni turbolente durante la formazione del sistema solare e la brutalità del sole, forse non sorprende che le particelle solari si mescolino con tutto.

Ma il fatto che queste particelle possano fuoriuscire dal nucleo nel mantello lui è È sorprendente, hanno detto i ricercatori, e suggerisce che potremmo aver bisogno di un fattore kernel trapelato nella ricerca e nella modellazione future

“Per il nostro pianeta, questo potrebbe offrire una nuova soluzione ai problemi associati al mantenimento di diversi sistemi di mantelli con segnali di gas nobili distinti, facendo scorrere i singoli serbatoi dal nucleo centrale”, Hanno scritto nel loro giornale.

Allo stesso tempo, ciò potrebbe implicare un ruolo importante – precedentemente trascurato – nel nucleo della Terra nella geochimica del mantello e nella geodinamica volatile, che dovrebbe essere incorporato in studi futuri.

La ricerca è stata pubblicata in Comunicazioni sulla Terra e sull’ambiente.