חוקרים מיפן מצאו בדגימות מהאסטרואיד ריוגו ובמטאוריטים פחמניים חומר נפוץ שכמעט לא זכה לתשומת לב: מגנזיום סיליקט הידראט בעל גבישיות נמוכה. החומר עשוי להסביר כיצד הסלעים הקדומים האלה הגיבו בהרחבה עם מים, ובכל זאת שימרו את ההרכב הכימי של מערכת השמש המוקדמת.
האסטרואיד ריוגו וכמה מטאוריטים פחמניים נחשבים לחומרים "פרימיטיביים" מבחינה כימית. ככל הנראה יש להם מקור דומה במערכת השמש המוקדמת, והם משמרים היטב את ההרכב הכימי שלה.
אבל הסלעים הקדומים האלה הגיבו בהרחבה עם מים אחרי שנוצרו. בתהליך הפכו רבים מהמינרלים המקוריים שלהם למינרלים חדשים. כשסלעים מגיבים עם מים, יסודות יכולים להתמוסס בנוזל או לנדוד ממקום למקום. כך עלול להשתנות ההרכב הכימי המקורי.
השילוב הזה נראה סותר: תגובה נרחבת עם מים, ולצידה שימור של ההרכב הכימי הקדום. זו תעלומה ותיקה בקוסמוכימיה.
קרני רנטגן חזקות חושפות מרכיב נסתר
צוות בהובלת אוניברסיטת קנאזאווה ואוניברסיטת טוקיו בחן את החומרים בפירוט בעזרת קרני רנטגן חזקות. המדידות נערכו במתקני הסינכרוטרון KEK-PF ו-SPring-8 ביפן.
לפי התפיסה המינרלוגית המקובלת, השינוי שעברו המטאוריטים הפחמניים הקדומים בפעילות מים התבטא בעיקר ביצירת המינרלים סרפנטין וספוניט. אולם החוקרים השתמשו בספקטרוסקופיה של בליעת קרני רנטגן רכות. הם גילו שבריוגו ובמטאוריטים נפוץ גם מרכיב נוסף, שכמעט לא זכה עד כה להכרה. המרכיב דומה למגנזיום סיליקט הידראט (M-S-H) בעל גבישיות נמוכה.
"M-S-H מעניין במיוחד כי הוא יכול להכיל מגוון רחב של יחסים בין מגנזיום לסיליקון", אמר קייסוקה פוקושי מאוניברסיטת קנאזאווה. "הגמישות הזאת עשויה להיות חשובה כדי להבין איך התגובות בין הסלעים למים התקדמו בלי למחוק הבדלים כימיים שכבר היו קיימים באסטרואידי האם".
אותם תנאים, הרכבים שונים
בדרך כלל, חומרים בעלי הרכבים שונים יציבים בתנאי מים שונים. אבל החוקרים שילבו ניסויי מעבדה עם נתונים שכבר פורסמו על המסיסות של M-S-H. התברר ש-M-S-H בעל יחסי מגנזיום לסיליקון שונים יכול להתקיים באותם תנאי מים.
החוקרים מציעים גם שהסרפנטין והספוניט שנמצאו בדגימות נוצרו בתחילה כ-M-S-H בהרכב מתאים. רק אחר כך הוא הפך למינרלים הגבישיים יותר האלה.
פתרון אפשרי לתעלומה
יחד, הממצאים מצביעים על מסלול שבו נוצרים מינרלים שונים, בלי למחוק את ההבדלים בהרכב הכימי בין מקומות שונים בסלע. לכן M-S-H עשוי להיות רמז חשוב: הוא מסביר איך החומרים האלה עברו שינוי נרחב, ובכל זאת נותרו פרימיטיביים מבחינה כימית.
הדגימות מריוגו הובאו לכדור הארץ בדצמבר 2020 על ידי החללית היפנית היאבוסה 2. מטאוריטים פחמניים הם מטאוריטים עשירים בפחמן, שמקורם באסטרואידים מטיפוס C, כמו ריוגו.
תרגום: נחום שרשבסקי. עריכה והתאמה: מערכת הידען.
מקור: אוניברסיטת קנאזאווה.
שאלות ותשובות
מהו ריוגו?
ריוגו הוא אסטרואיד פחמני מטיפוס C. החללית היפנית היאבוסה 2 אספה ממנו דגימות והחזירה אותן לכדור הארץ בשנת 2020. החומר בו נחשב לאחד המשמרים הטובים ביותר של ההרכב הכימי של מערכת השמש המוקדמת.
מהו M-S-H?
M-S-H הוא מגנזיום סיליקט הידראט, חומר המכיל מגנזיום, סיליקון ומים, בעל מבנה גבישי חלש. הוא יכול להכיל מגוון רחב של יחסים בין מגנזיום לסיליקון, ולכן הוא יכול להיווצר בהרכבים שונים באותם תנאים.
למה הממצא חשוב?
הוא מציע הסבר לסתירה ותיקה: איך סלעים שהגיבו בהרחבה עם מים עדיין משמרים את ההרכב הכימי המקורי של מערכת השמש המוקדמת. לפי המודל, המים שינו את המינרלים בלי למחוק את ההבדלים הכימיים המקומיים.
המאמר המדעי
- Pervasive poorly crystalline Mg-rich hydrous silicate material in C-type asteroid matrices — Communications Earth & Environment, 07.09.2026