가장 오래된 화산 운석이 태양계 형성 이론에 도전하다

Erg Chech 002 운석을 분석한 결과, 이 운석은 지금까지 발견된 화산 기원 암석 중 가장 오래된 것으로 밝혀졌으며, 이는 지구에서 생성된 모든 것보다 훨씬 뛰어납니다. 또한 초기 태양계의 일부 부분에는 다른 부분보다 초기 열의 대부분을 담당하는 동위원소가 훨씬 더 풍부하다는 증거가 제공되었지만 아직 그 이유는 알 수 없습니다.

초기 태양은 오늘날만큼 밝지 않았지만, 그렇다고 해서 그 주위의 원반에서 형성된 최초의 행성이 시원하다는 의미는 아닙니다. 충돌로 방출되는 열 외에도 방사성 동위원소는 그 당시 더 풍부했고, 종종 내부가 용융된 최초의 대형 물체를 뜨겁게 유지했습니다. 특히 동위원소 중 하나인 알루미늄-26은 특히 중요한 역할을 한 것으로 생각되며, 아마도 이것이 오늘날 판구조론이 존재하는 이유일 것입니다.

오늘날 지구의 ​​핵은 주로 우라늄과 토륨의 느린 붕괴로 인해 가열되며, 다른 암석 물체의 중심도 마찬가지입니다. 그러나 45억년 전에는 알루미늄-26이 훨씬 더 큰 역할을 한 것으로 생각됩니다.

알루미늄-26은 마그네슘-26으로 붕괴되면서 에너지를 방출합니다. 705,000의 반감기는 비슷한 양의 우라늄-235보다 열이 훨씬 더 강할 정도로 짧지만, 행성 형성의 처음 수백만 년에 큰 영향을 미칠 만큼 길다.

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태양계가 형성된 원시행성 원반은 근처의 폭발하는 별에서 나온 알루미늄-26이 풍부하다고 생각되지만, 천문학자들은 동위원소가 고르게 혼합되어 있는지, 아니면 일부 지역에 뭉쳐져 있는지에 대해 논쟁을 벌여 왔습니다. 이를 테스트하려면 운석이 형성되는 시기를 매우 정확하게 알아야 합니다. 그렇지 않으면, 우리는 그것이 낮은 알루미늄-26 지역에서 형성되었는지, 아니면 대부분의 동위원소가 붕괴된 후에 수백만 년 더 젊어진 것인지 알 수 없습니다.

화산 운석은 소행성 표면에 떨어진 운석보다 연대 측정이 더 쉬우므로 사하라 사막에서 Erg Chech 002를 발견한 것은 선물이었습니다. 호주국립대학교 박사과정 학생인 Evgenii Krestianinov와 공동저자들은 Erg Chech 002의 나이를 놀랄 만큼 정확하게 측정하는 데 최대한 활용했습니다.

Erg Chech 002의 화산 기원은 그것이 지질학적으로 활동할 만큼 충분히 큰 물체에서 시작되었음을 의미합니다. 일부 화산 운석은 충돌로 인해 떨어져 나가기 전에 베스타에서 나온 것으로 확인되었습니다. Erg Chech 002를 포함한 다른 것들은 우리가 식별할 수 없는 다른 물체에서 나온 것이 분명합니다. 아마도 파괴된 지 오래되었기 때문일 것입니다.

Erg Chech 002에는 납과 우라늄이 유난히 풍부합니다. 이는 우연이 아닙니다. 우라늄은 안정한 납 동위원소에 도달할 때까지 일련의 방사성 붕괴를 겪습니다. 형성 당시 Erg Chech 002가 된 암석에는 훨씬 더 많은 우라늄이 포함되어 있었으며 대부분이 붕괴되어 납으로 변했습니다.

서로 다른 우라늄 동위원소는 서로 다른 속도로 붕괴하므로 각 동위원소의 양과 최종 생성물의 비율을 비교하여 지질학자들은 암석의 나이를 계산할 수 있습니다. Erg Chech 002는 단 120,000년의 오차로 4,565,560,000년이라는 정확한 결과를 제공하는 데 특히 적합한 것으로 입증되었습니다.

Krestianinov와 공동저자들은 Erg Chech 002의 형성 시기를 알루미늄-26 농도에 대한 이전 추정치와 비교함으로써 모체가 비슷한 운석의 모체보다 알루미늄-26을 3~4배 더 많이 함유하고 있었음에 틀림없다고 결론지었습니다.

연대나 알루미늄 추정치가 하나의 운석 또는 다른 운석에 대해 심하게 맞지 않는 한, 이는 우리가 형성한 구름이 많은 사람들이 가정한 것보다 훨씬 덜 잘 혼합되어 있음을 의미합니다.

이는 또한 그들이 합쳐질 때 이들 원시행성이 이러한 차이점을 균형잡을 만큼 충분히 다른 지역에서 물질을 수집하지 않았다는 것을 의미합니다. 이는 행성 형성을 모델링하려는 시도를 매우 복잡하게 만들지만 일부 변칙성을 설명할 수도 있습니다.

Erg Chech 002 부품은 eBay에서 매우 저렴한 가격으로 판매되었지만 이제 그 가치가 입증되었으므로 가격이 빠르게 상승할 수 있습니다.

이 연구는 Nature Communications에 게재되었습니다.