研究人員將小行星冰層與地球生命的出現連結起來
像”龍宮”這樣的遠古小行星上的冰可能是啟動地球生命的關鍵。帝國學院的研究人員與合作者分析了小行星岩石,發現了凍融循環造成的裂縫。 這些過程很可能使水和必要的有機材料被輸送到我們的星球,為數十億年前生命的出現提供了必要的基石。
帝國學院的研究人員發現,45億年前,冰改變了小行星,這種方式可能導致了地球生命的誕生。 (太陽系早期小行星噴出的噴泉的藝術印象)。 資料來源:Imperial
該研究由帝國理工學院地球科學與工程系的馬特-根格(Matt Genge)博士領導,合作者包括自然歷史博物館、肯特大學和日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)。 它表明,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的隼鳥2號(Hayabusa2)任務從小行星龍宮(Ryugu)傳回地球的岩石顯示出冰破裂的跡象。
研究團隊發現,這些裂縫充滿了黏土和硫化物礦物質,它們是在有水的情況下形成的。 這些充滿礦物質的裂縫似乎是在凍融過程中形成的,冰在融化和再凍結的過程中會膨脹和收縮,導致岩石破裂。
這表明,在太陽系早期,水在改變小行星成分方面發揮了至關重要的作用。 科學家認為,當小行星在數十億年前撞擊地球時,這些變化可能使得必要的有機材料以及黏土、硫化物礦物質和水被運送到地球。 這種輸送可能是地球上出現生命的關鍵因素。
毫米大小的龍宮樣本三維模型,黑色顯示裂縫,藍色顯示脈絡。
根格博士說:「我們的研究結果表明,小行星上冰的反覆融化和凍結可能有助於地球生命的形成。我們的計算表明,冰在生長過程中施加的壓力足以使小行星的核心斷裂,從而使水遍布整個小行星。
雖然與其他小行星的碰撞也會使小行星斷裂,但研究團隊得出結論,龍宮小行星上斷裂的特殊形狀只能由凍融過程形成。
這些凍融循環不僅使龍宮斷裂,也使水從這些裂縫中流出,在小行星表面形成噴泉。
該論文發表在《自然-天文學》。
“龍宮”裂縫的掃描電子影像。 比例尺為1/20 毫米長。 資料來源:Imperial
研究團隊對日本宇宙航空研究開發機構帶回地球的一塊毫米大小的”龍宮”碎片進行了研究。 為了分析樣本,他們使用了X射線電腦斷層掃描(XCT)技術,該技術類似於醫學CT掃描,但適用於岩石–使他們能夠看到小行星上斷裂的三維形狀。
除了細裂縫表明小行星上的裂縫是由冰造成的,研究人員還發現了含有框架磁鐵礦–磁性氧化鐵的微小球形晶體–的”礦脈”,這進一步證明了水的存在。
研究人員注意到,這些裂縫和礦脈具有奇特的彎曲形狀,看起來像一系列尖角。 正是脈絡的獨特形狀幫助他們了解冰的作用:研究小組對嵌在黏土中的冰粒進行了實驗,發現冰粒周圍也形成了類似的尖角狀斷裂。
“正是小行星的凍融斷裂確保了小行星被水徹底改變。如果沒有它,這些賦予生命的物質可能會更加稀少。宇宙中的’石頭、剪刀、冰’遊戲很可能是生命誕生的重要原因。