Минерал метеоритов воссоздан при помощи пушки

Используя оригинальную лабораторную технику, Томас Аренс (Thomas Ahrens) из Калифорнойского технологического института (California Institute of Technology) и его коллеги из ряда других американских институтов получили минерал, который в природе встречается только в метеоритах и в глубоких слоях земной мантии.

Tenham H6 – один из хорошо изученных метеоритов, содержащих вадслеит (фото с сайта news.bbc.co.uk).

Речь идёт о вадслеите (wadsleyite). Особенности его формирования, считают учёные, могут многое рассказать о процессе формирования планет в Солнечной системе. Ранее его получали в лабораториях, прикладывая к образцам высокое давление в течение сравнительно длительного времени. Однако, этот принцип вступал в противоречие с представлениями об этапах концентрации пыли и зёрен в Солнечной системе 4,6 миллиарда лет назад, которая постепенно привела к формированию планет.

Ведь вадслеит должен был возникать не только в планетарных глубинах, но ещё раньше — на стадии, когда между собой сталкивались сравнительно мелкие тела, в свою очередь, "слипшиеся" некогда из ещё более мелких частиц, которые перед тем были сформированы из газопылевого протопланетного облака.

В новом эксперименте учёные смешали два материала — оксид магния и диоксид кремния. Их поместили в стальной цилиндр, который являлся мишенью для танталового снаряда, разгоняемого до огромной скорости в специальной пушке.

Когда снаряд попадал в мишень, в ней возникали ударные волны, проходящие через образец на скорости порядка 10 километров в секунду. В этот момент в нём возникало огромное давление.

Для получения космического минерала учёные использовали одну из пушек в Лаборатории ударных волн Калифорнийского технологического института, одним из руководителей которой и является Аренс (фото Lindhurst Laboratory).

После опыта исследователи распилили цилиндр-мишень. Они воспользовались сканирующим электронным микроскопом и увидели, что в образце имеется вадслеит. Причём он сформировал зёрна, размер которых (он оказался равен нескольким микрометрам) также способен проявить некоторые детали создания данного минерала в глубинах космоса.

Ранее учёные полагали, что рождение данного минерала требует наличия высокого давления в течение, по меньшей мере, нескольких секунд. А раз минерал присутствует в метеоритах, значит последние откололись от значительно более крупных родительских тел, которые сталкивались между собой, генерируя в момент соударения искомое давление.

Но секундная "выдержка" требует столкновения объектов, диаметром по 5-10 километров. И таких соударений в Солнечной системе должно было быть очень и очень много. Зато формирование вадслеита менее чем за микросекунду (что и произошло в новом опыте) говорит о том, что аналогичный материал в метеоритах мог создаваться при соударении объектов с поперечником всего лишь в 1-5 метров. А это открытие поможет учёным лучше понять переход от пыли, окружавшей молодое Солнце, к планетам.

Детали исследования можно найти в статье в PNAS.