中美天文學家在高精度鉀同位素研究方面取得重要進展


中國科學院紫金山天文台蔣雲副研究員與美國聖路易斯華盛頓大學、哈佛大學等團隊合作在高精度鉀同位素研究的最新成果。該項研究發現,玻璃隕石在形成過程中即上陸殼在轉變成玻璃隕石的撞擊蒸發熔融冷卻過程中,沒有發生鉀同位素的分異,顯示內太陽系天體的普遍揮發性元素虧損機制具有重要科學意義。

玻璃隕石(Tektite)是小行星撞擊地球時,地表岩石在高溫高壓還原條件下瞬間熔融冷卻形成的玻璃體,其尺寸一般約為毫米/厘米級大小。研究人員分析了澳亞玻璃隕石的鉀同位素和鋅同位素,結果顯示玻璃隕石與全岩矽酸鹽地球之間無明顯差異,証明上陸殼在轉變成玻璃隕石的撞擊熔融蒸發過程中,沒有產生鉀同位素的分異。而鋅同位素甚至在一個剖面上變化都很大,進一步的熱化學模擬計算顯示,親銅元素銅和鋅在蒸發過程中容易丟失,因此產生大的同位素分異,而親石元素鉀由於具有極低的活度係數,更傾向於留在矽酸鹽熔體中。

高精度鉀同位素分析正成為非傳統穩定同位素研究領域的一個熱點,利用新技術重新檢測球粒隕石、月球隕石、火星隕石和HED 隕石的鉀同位素組成,揭示揮發分在小行星和行星形成和分異中的作用是十分必要且迫切的,這有助於釐清內太陽系天體的普遍揮發性元素虧損機制。此外,該項工作將來可直接應用於嫦娥五號從月球采回的月岩/月壤樣品,亦可給出月球大碰撞理論的科學證據。同時,相關研究也為我國未來小行星探測提供理論基礎。

【圖、文:節錄自中國科學院紫金山天文台網頁;新聞訊息由林景明提供】

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