شیمی ماه است گوشته زمین proto، نقل مکان

[ad_1]

می گوید مربوط تصاویر
(click to enlarge)

Two recent models for the formation of the moon, one that allows exchange through a silicate atmosphere (top), and another that creates a more thoroughly mixed sphere of a supercritical fluid (bottom), lead to different predictions for potassium isotope ratios in lunar and terrestrial rocks (right).

وانگ کان

اندازه گیری عناصر در سنگ های زمین و ماه است فقط disproved فرضیه برجسته مبدأ ماه. تفاوت های کوچک در جداسازی ایزوتوپ پتاسیم بین ماه و زمین زیر حد تشخیص روش تا همین اواخر پنهان شدند. اما در سال ۲۰۱۵ دانشگاه واشنگتن در سنت لوییس geochemist وانگ Kun سپس هاروارد ریشه از زندگی ابتکار جایزه همکار فوق دکترا و استین Jacobsen استاد ژئوشیمی در دانشگاه هاروارد تکنیک برای تجزیه و تحلیل این ایزوتوپ است که precisions می تواند ۱۰ بار بهتر از روش های قبلی ضربه توسعه.

وانگ و Jacobsen در حال حاضر گزارش تفاوت ايزوتوپي سنگ ماه و زمینی است که اولین شواهد تجربی است که بین دو مدل برجسته برای ماه منشاء تبعیض قائل می. در یک مدل کم مصرف تاثیر برگ نیا زمین و ماه در فضای سیلیکات کفن; در سوی دیگر تاثیر بسیار خشونت آمیز impactor و بسیاری از proto-زمین، به شکل یک دیسک عظیم ابرشاره که ماه crystallizes نهایت گسترش بجوشانند.

مطالعه ايزوتوپي است که پشتیبانی از مدل های پر انرژی در نسخه پیشرفته آنلاین طبیعت Sep.12 2016 منتشر شده است. وانگ استادیار علوم سیاره ای در هنر & علوم و زمین گفت: “ما نتیجه ارائه شواهد سخت اول که تاثیر واقعا (عمدتا) زمین، تبخیر بود”.

ايزوتوپي بحران

در اواسط ۱۹۷۰s، دو به دو گروه مستقل ماه توسط برخورد چرا بین مریخ به اندازه بدن و زمین نیا تشکیل شده بود پیشنهاد شده است. فرضیه تاثیر غول مشاهدات بسیاری مانند اندازه بزرگ ماه نسبت به زمين و نرخ چرخش زمین و ماه، توضیح می دهد که در فرضيه پیشرو برای ماه منشاء قرار می گرفت.

در سال ۲۰۰۱، با این حال، یک تیم از دانشمندان که آهنگ ايزوتوپي از انواع عناصر در سنگ های زمینی و ماه تقریبا یکسان گزارش. تجزیه و تحلیل نمونه آورده بازگشت از ماموریت های آپولو در ۱۹۷۰s نشان داد که ماه abundances همان سه ایزوتوپ پایدار اکسیژن به عنوان زمین است.

این است که بسیار عجیب بود. شبیه سازی عددی آن پیش بینی شده که بسیاری از مواد (۶۰ تا ۸۰ درصد) است که به ماه را شکل بدهد از impactor و نه از زمین آمد. اما بدن سیاره ای است که در قسمتهای مختلف سیستم خورشیدی به طور کلی تشکیل ترکیبات ايزوتوپي مختلف، مختلف است که امضاهای ايزوتوپي خدمت به عنوان “اثر انگشت” برای سیارات و شهاب سنگ ها از همان بدن.

احتمال که impactor فقط به امضای ايزوتوپي همان را به عنوان زمین آز باشند کوچک بود اتفاق افتاد.

بنابراین فرضیه برخورد بزرگ بود یک مشکل بزرگ. این می تواند بسیاری از ویژگی های فیزیکی از سیستم زمین-ماه اما نه خود ژئوشیمی مطابقت. مطالعات ايزوتوپي ترکیب “بحران ايزوتوپي” برای این فرضیه را ساخته بود.

در ابتدا دانشمندان فکر دقیق اندازه گیری ممکن است حل و فصل بحران. اما اندازه گیری دقیق تر از ایزوتوپ اکسیژن منتشر شده در سال ۲۰۱۶ تنها تایید کرد که ترکیب ايزوتوپي قابل تشخیص نیست. “این اندازه گیری دقیق ترین ما را می توانید، و آنها هنوز یکسان” وانگ می گوید.

A سیلی مثل حلزون حرکت یا wallop?

“بنابراین مردم تصمیم به تغییر فرضیه برخورد بزرگ”، وانگ می گوید. “هدف این بود برای پیدا کردن راه ماه را از زمين و نه از impactor. بسیاری از مدل های جدید وجود دارد–هر کس سعی دارد با یک است–آمده اما دو بسیار موثر بوده است.”

در مدل غول تاثیر اصلی تاثیر بخشی از زمین و impactor کل پرتاب برخی از مذاب را بیرون، مانند خاک رس از پاتر چرخ را ذوب.

A مدل پیشنهادی در سال ۲۰۰۷ می افزاید: سیلیکات بخار فضای اطراف زمین و دیسک قمری (ماگما دیسکی که مانده impactor است). ایده این است که قبل از ماه متراکم از دیسک ذوب شده که بخار سیلیکات تبادل بین زمین و بخار و مواد دیسک، اجازه می دهد تا.

“آنها در حال تلاش برای توضیح شباهت ايزوتوپي علاوه بر این از این جو”، وانگ گفت: “اما آنها هنوز از تاثیر کم انرژی مثل مدل اصلی شروع.”

اما تبادل مواد از طریق فضای واقعا آهسته است، وانگ می گوید. شما هرگز مجبور است زمان کافی برای مواد را کاملا مخلوط قبل از آن شروع به بازگشت به زمین قرار می گیرند.

بنابراین مدل دیگری پیشنهاد در سال ۲۰۱۵، فرض می شود تاثیر بسیار خشن، تا خشونت است که impactor و گوشته زمین اثر و با هم مخلوط به شکل متراکم مذاب در بخار جو گوشته است که برای پر کردن فضای بیش از ۵۰۰ بار بزرگتر از زمین امروز گسترش یافته بود. که این فضای سرد، ماه چگال از آن.

اختلاط کامل این جو توضیح می دهد که ترکیب یکسان ایزوتوپ زمین و ماه، وانگ می گوید. جو گوشته “سیال فوق بحرانی”، بدون فاز مایع و گاز متفاوت است. سیالات فوق بحرانی می تواند جریان از طریق محیط جامد مانند گاز و حل کردن مواد مانند مایع.

چرا پتاسیم قاطع

طبیعت کاغذ گزارش پتاسیم با دقت بالا داده های ايزوتوپی برای نمونه اي گويا از سنگ های ماه و زمینی. پتاسیم سه ایزوتوپ پایدار اما تنها دو نفر از آنها پتاسیم ۴۱ و ۳۹ پتاسیم، به اندازه کافی فراوان با دقت کافی برای مطالعه اندازه گیری می شود.

وانگ و Jacobsen هفت سنگ ماه نمونه از ماموریت های مختلف قمری و مقایسه نسبت ایزوتوپ پتاسیم خود را به کسانی که از سنگ های زمینی هشت نماینده از گوشته زمین. آنها دریافتند که سنگ ماه حدود ۰٫۴ قسمت در هزار در ایزوتوپ سنگین تر پتاسیم، غني شدند پتاسیم-۴۱٫

فرایند تنها حرارت است که ایزوتوپ پتاسیم در این راه جدا می گفت وانگ، ناقص تراکم پتاسیم از فاز بخار در طول ماه تشکیل است. در مقایسه با ایزوتوپ سبکتر ایزوتوپ سنگین تر را ترجیحا سقوط از بخار و متراکم.

محاسبات نشان می دهد، با این حال، اگر این فرآیند اتفاق افتاده در خلاء مطلق، که آن به غنی سازی ایزوتوپ پتاسیم سنگین در نمونه های قمری از حدود ۱۰۰ قسمت در هزار، بسیار بالاتر از مقدار وانگ و Jacobsen یافت سرب. اما فشار بالاتر شکنش را سرکوب می, وانگ می گوید. به همین دلیل او و همکارش پیش بینی ماه فشرده در فشار بیش از ۱۰ بار و یا تقریبا ۱۰ برابر سطح فشار اتمسفر بر روی زمین.

پیدا کردن خود را که سنگ ماه ایزوتوپ سنگین تر پتاسیم غنی می مدل فضای سیلیکات است که پیش بینی سنگ ماه را شامل کمتر از ایزوتوپ سنگین تر از سنگ های زمینی مخالف آنچه دانشمندان یافت را به نفع نیست.

جای آن پشتیبانی از مدل فضای گوشته که سنگ ماه را شامل بیشتر از ایزوتوپ سنگین تر از سنگ های زمینی را پیش بینی می کند.

خاموش برای میلیاردها سال، ایزوتوپ پتاسیم در نهایت در بر داشت صدای و داستان بسیار برای گفتن دارند.

[ad_2]

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *