Uusi tapa tutkia planeettojen syntyperää rautaisotooppien avulla

Juhannus tuli, meni, kiviä kertyi taskuihin ja tämä aiheutti pienen tauon blogaamiseen, mutta homma jatkukoon.

Arkansasin yliopiston tutkijat huomasivat Hawajin laavajärvistä kerätyissä basalteissa olevan eroavaisuuksia raudan isotooppien suhteen, jotka antavat uusia tapoja Maan ja muiden planeettojen syntyperän tutkimiseen.

Fang-Zhen Tang geotieteiden apulaisprofessori (Arkansas Center for Space and Planetary Sciences), Nicholas Dauphas geofysiikan laitokselta (Enrico Fermi Institute at the University of Chicago) ja Rosalind T. Helz Yhdysvaltojen geologian tutkimuskeskuksesta tiedottivat löydöistään kesäkuun journal Science-lehdessä.

Tutkijat tutkivat Hawajin pääsaaren Kilauean Iki laavajärven basalttinäytteiden raudan isotooppeja. Isotoopit ovat kemiallisilta ominaisuuksiltaan samanlaisia, mutta ne eroavat painoltaan, joten jotkin prosessit aiheuttavat samalta näyttävien materiaalien erilaisen käyttäytymisen. Tälläinen isotooppien jaukautuminen erilleen voi kertoa tutkijoille jotain siitä, kuinka isotooppeja sisältävä aines muodostui.

Tutkijat ovat aikaisemmin olettaneet, että tälläinen fraktioituminen voi esiintyä vain matalissa lämpötiloissa, ja alkuaineissa joilla on matala molekyylipaino. Raudan molekyylipainon ja lämpötilan vuoksi tutkijat ajattelivat, että prosessi joka muodosti basaltit, ei voinut olla raudan isotooppien erottelun syynä.

Basaltteja on tutkittu aikasemminkin historiassa, mutta nämä tutkimukset eivät ole onnistuneet löytämään todisteita raudan isotooppien jakautumista erilleen. Aikaisemmin ei ole kuitenkaan tutkittu basaltista löytyviä yksittäisiä mineraaleja. “Me emme pelkästään analysoineet kiviä, vaan myös yksittäisiä mineraaleja”, Teng sanoo.

Tutkitut mineraalit osoittivat huomattavaa raudan isotooppien jaukautumista erilleen, verrattaessa kokonaisiin kiviin. Tutkijat katsoivat pääasiassa oliviinikiteitä (silikaattimineraali, joka tunnetaan paremmin korukiven nimenä peridootti), jotka muodostuivat ja upposivat laavajärven jäähtyessä.

“Tämä tutkimus antaa tutkijoille uuden työkalun tutkittaessa planetaarista differentaatiota“, Dauphaus toteaa. Jos basaltit Kuusta ja Marsista osoittavat raudan isotooppien samankaltaista erottelua toisistaan, voidaan niiden ounastella muodostuneen samanlaisissa prosesseissa ja lämpötiloissa kuin Maa. Toisaalta, jos kivistä ei löydy raudan isotooppien erottelua, voidaan olettaa Kuun ja Marsin muodostuneen eri tavalla.

Seuraavaksi Teng aikoo tutkia Apollo-lennoilta haalittuja Kuun basaltteja ja niiden rautaisotooppien koostumusta.


Kuva: J.P. Eaton – Kilauea Iki laavajärven kraateri Hawajilla

Lähde: University of Arkansas

Kommentoi