Рукопись в Icarus: нагрев астероидов снизил содержание галогенов в обычных и энстатитовых хондритах

Энтони Гаргано и семь соавторов сообщают в принятой рукописи журнала Icarus (pre-proof), что нагрев внутри астероидов удалял и перераспределял фтор, хлор, бром и йод, пишет techtimes.com. techtimes.comtechtimes.comtechtimes.comОткрыть источник ↗ В результате валовые запасы галогенов в родительских телах могут быть значительно ниже, чем следует из их наименее изменённых метеоритов. Pre-proof — это принятая рукопись, ещё не отнесённая к выпуску журнала, поэтому детали могут измениться.

Галогены и изотопы в хондритах

Команда проанализировала обыкновенные хондриты (группы H, L и LL, петрологические типы от 3,1 до 6), энстатитовые хондриты (группы EH и EL, типы от 3 до 6) и несколько ахондритов. Породы типа 3 метаморфизованы меньше всего, а типы 4–6 фиксируют более высокие температуры. Для обыкновенных хондритов они достигают примерно 1200–1300 кельвинов (около 1700–1880 °F).

Согласно аннотации, концентрации галогенов и калия падают с ростом метаморфического класса, а тяжёлых изотопов хлора и калия становится больше. Значения в целом растут от −4,5 до +8,6 промилле для δ³⁷Cl и от −1,41 до −0,33 промилле для δ⁴¹K. Авторы трактуют это как потерю или перенос летучих в открытой системе при субсолидусном метаморфизме, то есть при нагреве заметно ниже температуры плавления породы.

У обыкновенных хондритов наблюдаются самое сильное обеднение и самый широкий разброс изотопов; авторы связывают это с уходом паров через сравнительно проницаемый материал. techtimes.comtechtimes.comtechtimes.comОткрыть источник ↗ У энстатитовых хондритов, сильно восстановленных химически, изменения заметно слабее; это объясняют лучшим удержанием летучих. Авторы также отмечают, что фтор указывает на тела, подобные энстатитовым хондритам, как на главный источник галогенов Земли.

Астероидная дистилляция и модель

Центральную идею авторы называют астероидной дистилляцией. Пары из горячих недр движутся наружу и конденсируются в более холодном приповерхностном веществе, что может перекрывать химию «неравновесных» образцов, которые традиционно служат показателем исходного состава.

Для проверки команда построила модель массового баланса типа «луковицы»: астероид представлен концентрическими слоями, обменивающимися летучими. Она указывает, что валовые запасы галогенов в родительских телах могут быть заметно ниже, чем показывают самые примитивные хондриты. Параметры модели, таблицы данных и результаты по ахондритам приведены в полном тексте, в аннотации их нет.

Контекст дают прежние работы. В статье Nature 2017 года под руководством Патрисии Клэй хлор, бром и йод в нескольких классах хондритов оказались примерно в 6, 9 и 15–37 раз ниже ранее принятых значений соответственно, независимо от петрологического типа. techtimes.comtechtimes.comtechtimes.comОткрыть источник ↗ Ханна Блум с коллегами измерила изотопы калия в более чем 40 углистых и обыкновенных хондритах и не нашла чёткой корреляции с петрологическим типом. В аннотации не сказано, как её зависимости от класса соотносятся с результатом Клэй.