Une belle illustration du motif Widmanstatten, caractéristique des météorites de fer. Crédit :Peng Ni.
De nouveaux travaux dirigés par Peng Ni et Anat Shahar de Carnegie révèlent de nouveaux détails sur les plus anciens objets planétaires de notre système solaire, qui se sont brisées lors de collisions il y a longtemps pour former des météorites riches en fer. Leurs découvertes révèlent que les signatures chimiques distinctes de ces météorites peuvent s'expliquer par le processus de cristallisation du noyau dans leurs corps parents, approfondir notre compréhension de la géochimie qui se produit dans la jeunesse du système solaire. Ils sont publiés par Géosciences de la nature .
La plupart des météorites qui ont traversé l'atmosphère de notre planète et se sont écrasées à sa surface faisaient autrefois partie d'objets plus gros qui se sont brisés à un moment donné de l'histoire de notre système solaire. La similitude de leurs compositions chimiques indique aux scientifiques qu'ils sont issus de corps parents communs, même s'ils sont arrivés ici à des siècles d'intervalle et dans des endroits très différents.
Décrypter les processus géologiques qui ont façonné ces corps parents pourrait nous en apprendre davantage sur l'histoire de notre système solaire et les années de formation de la Terre. Pour vraiment comprendre ce qui rend notre planète capable de soutenir la vie, et chercher ailleurs des mondes habitables, il est crucial de comprendre son intérieur, passé et présent.
"Comme les planètes rocheuses de notre système solaire, ces planétésimaux accrétés du disque de poussière et de gaz qui entourait notre Soleil dans sa jeunesse, " a expliqué l'auteur principal Ni. " Et comme sur Terre, finalement, le matériau le plus dense a coulé vers le centre, formant des couches distinctes."
On pensait que les météorites de fer étaient les restes des noyaux de leur ancienne, corps parents brisés.
"Une histoire de la façon dont leurs couches se sont différenciées est enregistrée dans leur composition chimique, si on peut le lire, " a déclaré Shahar.
Une image d'électrons rétrodiffusés montrant l'un des produits du laboratoire de Chabot à l'APL mimétisme du processus de cristallisation du cœur. Le métal liquide est à droite et le métal solide est à gauche. Crédit :Nancy Chabot et Peng Ni.
Il existe quatre isotopes stables du fer. (Chaque élément contient un nombre unique de protons, mais ses isotopes ont un nombre variable de neutrons.) Cela signifie que chaque isotope du fer a une masse légèrement différente des autres. Par conséquent, certains isotopes sont préférés par certaines réactions chimiques—qui, à son tour, affecte la proportion de cet isotope dans les produits finaux de la réaction.
Les traces de ce favoritisme peuvent être trouvées dans des échantillons de roche et peuvent aider à élucider les processus qui ont forgé ces corps parents de météorites.
Des recherches antérieures sur les ratios d'isotopes de fer dans les météorites de fer ont conduit à une observation déroutante :par rapport à la matière première à partir de laquelle leurs corps parents ont été construits, ils sont enrichis en isotopes lourds de fer.
Avec Nancy Chabot et Caillin Ryan du Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins, Ni et Shahar ont déterminé que cet enrichissement peut s'expliquer entièrement par la cristallisation du noyau d'un objet parent.
Les chercheurs utilisent un mimétisme en laboratoire pour simuler les températures de cristallisation du cœur dans les corps parents de météorites de fer. Modèles sophistiqués du processus de cristallisation comprenant d'autres concentrations élémentaires, par exemple, d'or et d'iridium, ainsi que les isotopes du fer - ont confirmé leurs découvertes.
"Cette meilleure compréhension de la cristallisation du noyau s'ajoute à nos connaissances sur la période de formation de notre système solaire, " Ni a conclu.
