La composizione isotopica dei meteoriti e dei pianeti terrestri contiene importanti indizi sulla storia più antica del sistema solare e sui processi di formazione dei pianeti.

Gli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) e un collaboratore dell'Università di Münster hanno esaminato un lavoro recente che mostra come i meteoriti mostrino una fondamentale dicotomia isotopica tra gruppi non carboniosi (NC) e carboniosi (CC, rocce o sedimenti contenenti carbonio o suoi composti). , che molto probabilmente rappresentano materiale dal sistema solare interno ed esterno. La ricerca appare sulla rivista Astronomia della natura .

Il sistema solare formato 4,5 miliardi di anni fa dal collasso gravitazionale di un nucleo di nubi molecolari, che ha portato alla formazione di un disco circumsolare di gas e polvere (a volte chiamato nebulosa solare). Questo disco fu infine trasformato in un sistema planetario costituito da un'unica stella centrale, il Sole, circondato da quattro pianeti terrestri nel sistema solare interno, quattro pianeti giganti nel sistema solare esterno oltre la "linea della neve" e una moltitudine di corpi più piccoli, compresi gli asteroidi, lune, pianeti nani e comete.

"Per capire come il sistema solare si è evoluto verso la sua configurazione attuale, gli eventi e i processi avvenuti durante le prime fasi della storia del sistema solare devono essere ricostruiti con una risoluzione temporale e spaziale molto elevata, " ha detto il cosmochimico LLNL Thomas Kruijer, autore principale del paper.

Sebbene le osservazioni astronomiche e la modellazione dinamica forniscano informazioni fondamentali sulla struttura e la dinamica dei dischi protoplanetari, e i processi di accrescimento planetario, lo studio dei meteoriti permette di ricostruire la prima storia del sistema solare con una risoluzione senza precedenti nel tempo e nello spazio.

I recenti progressi analitici nella precisione delle misurazioni del rapporto isotopico rendono possibile non solo datare i meteoriti con una precisione inferiore al milione di anni, ma anche per identificare firme isotopiche nucleosintetiche distinte. Ciò consente agli scienziati di identificare i collegamenti genetici tra i materiali planetari e aiuta a limitare l'area del disco da cui ha avuto origine un determinato meteorite.

La maggior parte dei meteoriti proviene da asteroidi situati nella fascia principale degli asteroidi tra Marte e Giove e sono stati tradizionalmente visti come campioni di corpi che si sono formati dove si trovano oggi. Però, recentemente, questa prospettiva è cambiata radicalmente con la scoperta di una fondamentale dicotomia genetica osservata nelle firme degli isotopi nucleosintetici dei meteoriti NC e CC. Questa scoperta, combinato con l'istituzione di una precisa cronologia per l'accrescimento dei corpi genitori meteoriti, ha consentito l'integrazione dei vincoli meteoritici in modelli su larga scala dell'evoluzione del disco e della formazione dei pianeti.

La dicotomia del meteorite non carbonioso-carbonico

Le anomalie degli isotopi nucleosintetici derivano dalla distribuzione eterogenea delle fasi presolari, e infine riflettono che il sistema solare ha incorporato materiale proveniente da diverse fonti stellari. Come risulta evidente dalle analisi dei grani presolari contenuti nei meteoriti primitivi, la nube molecolare del sistema solare comprendeva materiali con composizioni isotopiche fortemente variabili. Sebbene i processi all'interno della nuvola molecolare parentale del sistema solare e/o del disco circumsolare abbiano omogeneizzato relativamente bene questi materiali, esistono piccole eterogeneità che sono state campionate alla scala dei componenti del meteorite, meteoriti e pianeti sfusi. Sono state identificate anomalie degli isotopi nucleosintetici per molti elementi. Il team si è concentrato su questi elementi (ossigeno, cromo, titanio, molibdeno, nichel, rutenio e tungsteno) che sono più rilevanti per la definizione della dicotomia NC-CC e forniscono le intuizioni più dettagliate sulle dinamiche del primo sistema solare.

"La dicotomia NC-CC riflette molto probabilmente la separazione del primo sistema solare in un disco interno ed esterno separati da Giove, " disse Kruijer.

Il team ha affermato che collegare la cronologia dell'accrescimento del corpo genitore del meteorite con la dicotomia NC-CC fornisce nuove informazioni sulla dinamica e sulla struttura su larga scala del disco protoplanetario solare, la storia di formazione e crescita di Giove e le dinamiche di accrescimento dei pianeti terrestri, compresa la consegna di acqua e specie altamente volatili sulla Terra.