Вчені розкрили загадку дефіциту вуглецевих метеоритів

Дослідження метеоритів розкриває неочікувані механізми руйнування вуглистих хондритів у космосі, що допомагає пояснити багатолітню загадку їхньої недостатньої представленості серед знахідок на Землі.

Вуглисті хондрити належать до найпримітивніших типів метеоритів і надають унікальну інформацію про формування Сонячної системи. Вони характеризуються високим вмістом води, вуглецю та органічних сполук. Ці космічні камені є “гідратованими”, тобто містять воду, зв’язану в мінеральних структурах. Багато науковців вважають, що саме ці стародавні породи могли постачати воду на ранню Землю.

Існує дивна невідповідність між прогнозами та реальністю знахідок метеоритів. Спостереження за астероїдами свідчать, що більшість з них має вуглецевий склад. За розрахунками вчених, понад половина всіх метеоритів також мала б бути вуглецевою. Проте менше 4% метеоритів, знайдених на Землі, належать до цього типу.

Космічні місії та нові відкриття

Прагнення вивчати вуглисті хондрити стимулювало розробку спеціальних космічних місій. «Отримання незайманих зразків дозволило нам детально вивчити склад астероїдів», — зазначають науковці, які працювали з місіями OSIRIS-REx та Hayabusa2. Ці місії відвідали астероїди Бенну та Рюґу відповідно. Вони доставили на Землю незмінені зразки, що дозволило обійти проблему земного забруднення.

Традиційно вважалося, що атмосфера Землі відфільтровує вуглецеві метеороїди. Ці об’єкти справді слабші та крихкіші за інші типи метеоритів. Коли вони входять в атмосферу, то зазнають значного тиску й високих температур. Через ці фактори багато вуглистих хондритів руйнуються до того, як досягнуть поверхні планети.

Глобальні мережі спостереження

Для вирішення загадки дослідники використали атмосферу Землі як детектор. За оцінками, щороку на Землю падає близько 5 000 метричних тонн мікрометеоритів. Також щодня фіксується понад 20 падінь великих метеоритів розміром з м’яч для гольфу чи більше.

Сучасні технології дозволили створити глобальні мережі спостереження за вогняними кулями. Науковці проаналізували дані майже 8000 падінь метеороїдів, зафіксованих 19 мережами спостереження у 39 країнах. Такий масштабний аналіз даних допоміг виявити цікаву закономірність. Порівнюючи всі зіткнення метеороїдів з тими, що успішно досягли поверхні, дослідники змогли визначити, які саме астероїди утворюють достатньо міцні уламки.

Вплив Сонця на космічні камені

Несподівано для науковців виявилося, що багато уламків астероїдів навіть не долітають до Землі. «Щось починає видаляти слабкі речовини, коли уламок ще перебуває в космосі», — пояснюють дослідники. Вуглецевий матеріал, який не дуже міцний, ймовірно руйнується через тепловий стрес при наближенні до Сонця.

Перепади температури утворюють тріщини в матеріалі вуглистих хондритів. Цей процес ефективно фрагментує зволожені валуни. Лише 30-50% об’єктів, що залишилися після термічного розтріскування, витримують проходження через атмосферу. Уламки, орбіти яких проходять ближче до Сонця, зазвичай міцніші й мають більше шансів досягти поверхні Землі.

Десятиліттями вчені припускали, що лише атмосфера Землі пояснює дефіцит вуглецевих метеоритів. Однак нові дослідження показують, що значна частина їхнього руйнування відбувається ще в космосі. Майбутні наукові розробки можуть допомогти підтвердити ці висновки та краще ідентифікувати склад метеоритів.