科廷大学(Curtin University)的行星科学家们揭示了大部分保存完好的原行星灶神星(Vesta)早期的动荡时期。灶神星是我们太阳系中第二大的小行星。
来自科廷大学地球与行星科学学院的研究负责人弗雷德·乔丹教授说,科学家们对灶神星有着极大的兴趣,他们试图更多地了解行星是由什么组成的,以及它们是如何进化的。
Jourdan教授说:“灶神星是唯一一颗基本完好无损的小行星,它显示出金属核心、硅酸盐地幔和薄玄武岩地壳的完全分化,而且它也非常小,直径只有525公里左右。”
“从某种意义上说,它就像一个婴儿行星,因此对科学家来说,它比一个完全发育的大型岩石行星更容易理解。”
为了让你了解它的大小,你可以在澳大利亚新南威尔士州并排挤压至少三个灶神星大小的小行星。
2011年,美国宇航局的黎明号宇宙飞船访问了灶神星,当时它观察到这颗小行星的地质历史比以前想象的要复杂得多。为了更多地了解这颗小行星,科廷研究小组分析了在南极洲发现的保存完好的火山陨石样本,这些样本被确认是从灶神星落到地球上的。
Jourdan教授说:“通过氩氩测年技术,我们获得了陨石的一系列非常精确的年龄,这给了我们关于灶神星时间线的四个非常重要的新信息。”
“首先,数据显示灶神星在45.65亿年前形成后至少有3000万年的火山活动。虽然这看起来很短,但实际上它比大多数其他数值模型预测的要长得多,对于这样一颗小行星来说,这是出乎意料的。
“考虑到所有提供热量的放射性元素,如铝26,到那时都已经完全衰变,我们的研究表明,在灶神星上一定存在着岩浆袋,并且可能与位于小行星地壳内的缓慢冷却的部分岩浆海洋有关。”
同样来自科廷大学地球与行星科学学院的联合研究员Trudi Kennedy博士说,这项研究还显示了小行星撞击灶神星的巨大影响在小行星的火山活动地壳上雕刻出10公里或更深的陨石坑的时间框架。
肯尼迪博士说:“从这个角度来看,想象一下一颗巨大的小行星撞上了夏威夷的主要火山岛,并挖出了一个15公里深的陨石坑——这让你了解在太阳系早期,灶神星上发生了什么动荡的活动。”
科学家们进一步研究了这些数据,通过计算灶神星深层地壳层冷却所需的时间,了解了小行星深处发生的事情。其中一些岩石位于地壳深处,不受小行星撞击的影响,然而,由于相对靠近地幔,它们受到原行星自然热梯度的强烈影响,因此发生了变质。
“有趣的是,我们的数据进一步证实了灶神星上喷发的第一批熔岩流被最近的熔岩流深埋在地壳中,基本上是将它们相互叠加在一起。然后它们被原行星地幔的热量‘煮熟’,改变了岩石,”肯尼迪博士说。
研究小组还得出结论,他们分析的陨石是在一次大撞击中从灶神星挖掘出来的,可能是35亿年前,它们被聚集在小行星的碎石堆中,在那里它们被保护起来,免受任何后续的撞击。
碎石堆小行星是由一组抛射出来的岩石在自身重力作用下聚集而成,形成一颗本质上是一堆岩石聚集在一起的小行星。
肯尼迪博士说:“这对我们来说是非常令人兴奋的,因为我们的新数据带来了许多关于灶神星早期历史的前5000万年左右的新信息,任何未来的模型现在都必须考虑到这一点。”
“这也提出了一个观点,即如果火山活动在原行星上持续的时间比以前认为的要长,那么早期地球上的火山活动本身可能比我们目前认为的更有活力。”
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