monalisa

Pada tahun 2019, Japan Aerospace Exploration Agency mengirimkan wahana Hayabusa2 untuk menjelajahi asteroid 162173 Ryugu, yang berada di orbit dekat Bumi dan terdiri dari pecahan batuan yang asalnya adalah benda yang lebih besar.

A lire aussiBerita: Wallbox mana untuk Nissan Leaf?

Beberapa penjelajah membawa sampel permukaan asteroid kembali ke Bumi sehingga para ilmuwan dapat mempelajarinya.

Baca selengkapnya:

Dans le meme genreBerita: microstation mana yang harus dipilih

Bagaimana analisis dilakukan?

Lokasi sabuk asteroid dan foto Ryugu yang diambil pada tahun 2018 (bar skala sama dengan 200m). Gambar: Oba et al. 2023/JAXA.

• Sebuah tim yang terdiri dari 89 ilmuwan dari berbagai universitas dan lembaga penelitian di seluruh dunia berkumpul untuk mempelajari sampel ini, berusaha memahami skala waktu dan kondisi terjadinya perubahan tersebut.
• Studi yang dipublikasikan di jurnal Nature Geoscience, menelusuri pembentukan asteroid dengan fokus pada dua senyawa spesifik: kalsium karbonat (kalsit) dan kalsium-magnesium karbonat (dolomit).
• Sumber karbon untuk karbonat ini dipostulasikan sebagai karbon monoksida, karbon dioksida, metana dan/atau bahan organik yang mungkin terbentuk di nebula matahari, awan gas yang diyakini berasal dari tata surya.
• Sampel diperiksa menggunakan mikroskop khusus petrologi, di mana kristal kalsit (berukuran <10 mikrometer) dan dolomit (puluhan mikrometer) diidentifikasi, dengan yang terakhir mendominasi sebagai perbandingan.
• Pengukuran isotop karbon dan oksigen (dua atau lebih bentuk unsur yang sama dengan massa atom yang berbeda) membantu mengungkap suhu dan kondisi oksigen lingkungan pada saat mineral diendapkan.
• Nilai-nilai ini bervariasi dan jauh lebih besar daripada kalsit di Bumi, dengan rasio 18O/16O menjadi 24-46‰ (bagian per seribu) lebih besar dan 13C/12C 65-108‰ lebih besar.
• Di sisi lain, pengukuran dolomit jauh lebih terbatas, berkisar antara 31-36‰ untuk 18O/16O dan 67-75‰ untuk 13C/12C.

Apa yang ditemukan?

Sampel asteroid Ryugu di bawah mikroskop menunjukkan kristal komponennya, dengan butiran kecil kalsit berwarna biru dan dolomit berwarna ungu, berbeda dengan kristal lain di latar belakang. Gambar: Fujiya et al. 2023.

• Sampel mengungkapkan bahwa asteroid Ryugu terlihat seperti meteorit primitif, yang merupakan potongan batuan ruang angkasa purba, mirip dengan kondrit tipe Ivuna.
• Mereka menunjukkan bahwa ada bahan kimia yang menunjukkan adanya air.
• Secara khusus, perubahan permukaan asteroid oleh air di tubuh induknya, pada suhu yang diperkirakan mencapai 150 °C, telah menghasilkan mineral sekunder (termasuk filosilikat, karbonat, sulfida, dan oksida).
• Tim peneliti menyimpulkan bahwa kalsit pertama kali terbentuk di asteroid pada berbagai suhu dan kondisi oksigen.
• Ini terjadi sebelum dolomit mengkristal di lingkungan yang jauh lebih terbatas dengan tingkat karbon dioksida yang stabil dan suhu yang diperkirakan 37 ± 10 °C.
• Penemuan ini unik untuk asteroid Ryugu dan Ivunu, yang belum teridentifikasi di meteorit terhidrasi lainnya hingga saat ini.

Hipotesis dan analisis tentang asteroid Ryugu

Para ilmuwan menggunakan teknik khusus untuk mencari tahu seperti apa lingkungan tempat terbentuknya zat-zat ini.

Variasi yang lebih besar dalam rasio isotop oksigen dalam kristal kalsit diperkirakan sebagian merupakan hasil dari suhu pembentukan yang berkisar antara 0-150 °C, tetapi tidak hanya itu, karena isotop karbon akan menunjukkan korelasi positif, yang tidak terjadi.

Sebaliknya, para peneliti menunjukkan bahwa 18O/16O air dan 13C/12C ion karbonat bervariasi sepanjang ruang dan waktu.

Akibatnya, mereka berhipotesis bahwa rasio 18O/16O adalah yang tertinggi selama pembentukan awal tata surya, sebelum perubahan air asteroid, dan kemudian menurun seiring waktu karena lebih banyak kristal terbentuk oleh interaksi air-batuan. .

Oleh karena itu, perbedaan isotop antara kristal kalsit dan dolomit diselesaikan dengan kristalisasi pertama dari cairan yang kurang “berevolusi” sebelum yang kedua, di mana kalsium juga lebih mudah tercuci dari batuan daripada magnesium.

Empat skenario dipertimbangkan untuk menjelaskan variabilitas 13C/12C:

1. Fraksinasi isotop tipe Rayleigh, di mana senyawa yang kaya akan 12C lebih disukai dilepaskan (seperti metana);
2. Kristalisasi fraksional, di mana pembentukan karbonat awal mengubah komposisi reservoir yang tersisa dari mana karbonat berikutnya dapat mengkristal;
3. Campuran beberapa sumber karbon dengan rasio 13C/12C yang berbeda;
4. Variasi isotop oksigen dan hidrogen yang menyebabkan perubahan rasio isotop untuk pembentukan karbon monoksida, karbon dioksida dan metana, dari mana karbon diperoleh untuk kristal.

Apa yang dihitung isotop

Dari skenario ini, fraksinasi isotop tipe Rayleigh dikesampingkan, karena akan menyebabkan rasio 13C/12C yang lebih tinggi dalam dolomit yang terbentuk dari cairan yang “lebih berevolusi”, ketika kebalikannya diamati pada sampel. Demikian pula, kristalisasi fraksional dikesampingkan, seperti halnya pencampuran reservoir karbon, karena waktu pencampuran untuk asteroid Ryugu akan terlalu singkat.

Oleh karena itu, skenario variasi oksigen terakhir disarankan sebagai pendorong utama perubahan rasio 13C/12C. Hal ini mengakibatkan oksidasi besi dalam batuan oleh air dan diukur berdasarkan produksi hidrogen yang dilepaskan oleh air. Hipotesis bertepatan dengan pengamatan peningkatan besi di meteorit dengan pelapukan progresif.

Secara umum, lingkungan kaya 13C diamati langka di tata surya selain karbonat dalam meteorit, dan tim peneliti menunjukkan bahwa tubuh relatif meteorit Ryugu terbentuk di wilayah dingin nebula matahari.

Singkatnya, apa yang ditemukan tentang pembentukan asteroid?

• Asteroid Ryugu terdiri dari potongan-potongan batu kuno, mirip dengan meteorit kuno.
• Sampel dari asteroid menunjukkan zat yang mengindikasikan keberadaan air dalam sejarahnya.
• Para ilmuwan menganalisis kalsit dan dolomit, zat yang terbentuk dengan karbon.
• Karbon yang membentuk zat ini bisa jadi berasal dari gas di nebula matahari, tempat lahirnya tata surya kita.
• Ryugu terbentuk di bagian dingin nebula matahari, yang memberi kita petunjuk tentang asal mulanya.
• Analisis isotop menunjukkan bahwa air berubah dari waktu ke waktu, mengungkapkan bagaimana zat terbentuk.
• Temuan dan analisis sampel misi Hayabusa2 membantu kita lebih memahami bagaimana asteroid Ryugu dan tata surya kita terbentuk dari fajar kosmik.

Sudahkah Anda menonton video baru di Youtube Tampilan Digital? Berlangganan saluran!