Kuvittele aurinkokunnan aikaisempaa aikaa, jolloin asteroidit eivät olleet kiinteitä kiviä, vaan sulan raunoja. Se kuulostaa oudolta, mutta niin saattoi olla. Ja oikeissa olosuhteissa jotkut näistä asteroideista olisi itäneet tulivuoria. Yksi näistä asteroideista, Psyche, on NASA-operaation kohde.
Tämä on johtopäätös, että Santa Cruzin yliopiston tutkijat osallistuivat uuteen tutkimukseen, joka julkaistaan pian geofysikaalisten tutkimusten kirjeissä.
Tutkijat ovat Kalifornian yliopiston Santa Cruzin (UCSC) maapallon ja planeettatieteiden professori Francis Nimmo ja jatko-opiskelija Jacob Abrahams. He aloittivat tämän tutkimuksen, koska NASA aikoo lähettää avaruusaluksen asteroidiin Psyche. Psyyke on ainutlaatuinen asteroidi; Se ei ole vain aurinkokunnan suurin asteroidi, mutta se näyttää olevan varhaisen planeetan paljastettu rauta- ja nikkeliydin.
Varhaisen aurinkokunnan kaaoksessa kalliopalat törmäsivät ja joskus yhdistyivät. Ajan myötä ne muodostivat suurempia ja suurempia paloja, jotka lopulta muodostuivat kivisiksi planeeteiksi. Täysin muodostuneissa planeetoissa, kuten Maa, rauta- ja nikkeliydin haudataan silikaattikuoreen. Se on sama kaikissa maanpäällisissä planeetoissa ja kuukuissa, ja useimmissa asteroideissa.
Mutta jotkut planetesimals olisivat kärsineet katastrofaalisia törmäyksiä, ja niiden ulkokerrokset olisi poistettu, jättäen paljastetun sularaudan runsaan ytimen. Tämä ydin olisi jäähtynyt avaruuden jäykissä lämpötiloissa pinnan todennäköisesti kiinteytyvän ensin. Se heidän mielestä tapahtui Psykelle.
"Eräänä päivänä hän kääntyi minuun ja sanoi:" Luulen, että nämä asiat alkavat purkautua. ""
Professori Francis Nimmo, UCSC Earth and Planetary Sciences.
Nimmo kiinnostui metallisista asteroideista ennen NASAn psyykelähetystä. Hän oli kiinnostunut heidän koostumuksestaan ja siitä, mitä vihjeitä tälle koostumukselle meteoriitit voisivat tarjota täällä maan päällä. Hänellä oli jatko-opiskelija Jacob Abrahams ajamassa joitain malleja asteroidien muodostumisesta ja jäähdytyksestä.
Osoittautuu, että ainakin joillakin näistä asteroideista olisi ollut sulan raudan tulivuorenpurkauksia.
”Eräänä päivänä hän kääntyi minuun ja sanoi:” Luulen, että nämä asiat alkavat purkautua ”, Nimmo sanoi lehdistötiedotteessa. "En ole koskaan ajatellut sitä aikaisemmin, mutta se on järkevää, koska tiheän kuoren alla on vetävää nestettä, joten neste haluaa tulla yläosaan."
Nämä ferrotilanteet eivät olisi purkautuneet kaikille näille paljaille ytimen asteroideille. Niiden olisi pitänyt olla riittävän massiivisia, jotta pinta jäähtyi ja jähmettyi nopeasti, kun taas ydin pysyi sulana. Mutta kaikki he eivät olisi käyttäytyneet tällä tavalla.
"Joissakin tapauksissa se kiteytyy keskeltä ulospäin eikä siinä olisi vulkanismia, mutta toisissa kiteytyy ylhäältä alas, joten saat pinnan kiinteän metallilevyn, jonka alla on nestemäinen metalli", Nimmo sanoi.
Näissä metallisissa asteroideissa jähmettynyt kuori olisi puristanut kelluvan, sulan ytimen. Se olisi pitänyt sulan raudan lukittuneena ytimeen. Mutta ajan myötä kuoressa olisi ollut muutoksia.
Kuori jäähtyisi, ja puristus ja jäähdytys olisivat muodostaneet kuoren rasitushalkeamia ja vikoja. Sulan ydin oli heikompi ja se olisi paineen alainen. Kun halkeamia ja vikoja muodostui, sula rauta olisi karkautunut muodostaen ferro-tulivuoria.
"... ei mitään kuin paksu, viskoosinen laavavirta, jonka näet Havaijilla."
Professori Francis Nimmo, UCSC Earth and Planetary Sciences.
Emme tiedä miltä täsmälleen nämä ferrotulkaan näyttivät. Mutta kahden tutkijan mukaan mahdollisuuksia on ainakin pari. suuresti riippuen sulatetun kiveksen koostumuksesta.
"Jos se on enimmäkseen puhdasta rautaa, silloin sinulla olisi matalan viskositeetin pintavirtausten purkauksia, jotka leviävät ohuiksi levyiksi, joten ei mitään kuin paksut, viskoosit laavavirtaukset, joita näet Havaijilla", Abrahams sanoi. "Toisessa ääripäässä, jos on sekoitettu kevyitä elementtejä ja kaasuja, jotka leviävät nopeasti, sinulla voi olla räjähtävä tulivuori, joka saattaa jättää kuoppia pintaan."
On epätodennäköistä, että NASA: n Psyke-operaatio pystyy näkemään selviä todisteita tästä ferrovulkanismista. Kaikki tapahtui miljardeja vuosia sitten, ja törmäykset ja kuluminen olisivat siitä lähtien muovanneet Psychen kaltaisten asteroidien pintaa. "Ei ole selvää, miltä ne saattavat näyttää nyt", Abrahams sanoi.
Mutta näistä ferro-tulivuoreista voi silti olla joitain merkkejä. Pinnan materiaalin väri voi vaihdella. Siellä voi olla jopa joitain tulivuoren aukkoja. Mutta älä odota mitään laavakartioita.
Psyke-tehtävänä ei ole ehdottomasti löytää todisteita vulkaanisesta toiminnasta; sillä on muita tiedetavoitteita. Itse asiassa Nimmon mukaan paras paikka löytää todisteita ferro vulkaanisesta aktiivisuudesta Psyhen kaltaisilla asteroideilla voi olla metallinen asteroidi täällä maan päällä.
"Näitä metallisia meteoriitteja on paljon, ja nyt kun tiedämme etsimämme, saatamme löytää todisteita niistä vulkanismista", Nimmo sanoi. ”Jos materiaalia puhkesi pinnalle, se jäähtyisi erittäin nopeasti, mikä heijastuisi meteoriitin koostumuksessa. Ja siinä voi olla reikiä jättämällä kaasua pois. "
Tutkijapari esitteli nämä tulokset äskettäin järjestetyssä Lunar and Planetary Science -konferenssissa ja havaitsi, että toinen tutkimusryhmä oli samaan tulokseen. Tiivistelmä joukkueen tuloksista on täällä.
Nämä ovat mielenkiintoisia tuloksia, osittain heidän maalaamansa kuvan takia. Muinaisen aurinkokunnan läpi kulkeva planeetaso eli proto-planeetta käy läpi katastrofaalisen törmäyksen. Pinta irrotettiin, jolloin jäljelle jää vain sula ydin. Pinta jäähtyy, tarttumalla sulaan ytimeen alapuolelle, jotta se vain pääsee ferro-tulivuoreihin, koska jännitykset pakottavat halkeamia pintaan.
"Se ei ole järkyttävä ajatus, mutta emme ole koskaan ajatelleet rauta vulkaanista aiemmin, joten se on jotain uutta ja mielenkiintoista tutkia", Abrahams sanoi.
NASA: n Psyke-operaation on tarkoitus käynnistyä vuonna 2022. Vuonna 2026 se saapuu Psycheen, viettää sitten 21 kuukautta kiertää asteroidia, kartoittaa sen pintaominaisuudet ja tutkia sen muita ominaisuuksia. Avaruusalus sisältää useita instrumentteja:
- Monispektrinen kuvansiirto
- Gammasätei- ja neutronispektrometri
- magnetometri
- X-Band Gravity Science -tutkimus
Psyke-operaatio testaa myös uutta laserviestintäjärjestelmää nimeltään Deep Space Optical Communication (DSOC.).
Lähteet:
- Lehdistötiedote: Raudan tulivuoria on ehkä puhjennut metallisasteroideihin
- Tutkimuspaperi: Ferrovolkanismi: Raudan vulkanismi metallisissa asteroideissa
- NASA: n psyke-operaation yleiskatsaus
