砂漠で「宇宙の岩」が発見され、太陽系に関する人類の理解が覆される？

宇宙の岩石が太陽系の初期の歴史を書き換える可能性

宇宙の岩石（画像提供：Steve Jeanswest/Wikimedia、CC BY-SA）

2020年5月、アルジェリア南部のサハラ砂漠の砂丘地帯の砂海で、独特の緑色の結晶を含む珍しい岩石が発見されました。よく調べてみると、その岩石は宇宙から来たもので、太陽系の誕生以来残された数十億年前の瓦礫であることが判明した。

これらは隕石として知られる破片であり、これまでに発見された中で最も古い火山岩で、今は消滅した古代の原始惑星の火の中ではるか昔に溶けたものである。ネイチャー・コミュニケーションズ誌に掲載された新しい研究で、私たちはその中の鉛とウランの同位体を分析し、その年齢を12万年の誤差を含めて約4,556,556百万年と算出した。これは宇宙から計算された最も正確な年齢の一つであり、私たちの結果は初期の太陽系に関するいくつかの一般的な仮定に疑問を投げかけるものです。

アルミニウムの秘密の生活

約45億6700万年前、私たちの太陽系は巨大なガスと塵の雲から形成されました。この雲の中の多くの元素の中で、アルミニウムは 2 つの形態で存在します。最初は安定型のアルミニウム-27で、次にアルミニウム-26が続きます。これは主に星の爆発によって生成される放射性同位体であり、時間の経過とともにマグネシウム 26 に崩壊します。アルミニウム26は、太陽系がどのように形成され、発展したかを理解したい科学者にとって非常に有用な物質です。宇宙の岩石は時間の経過とともに崩壊するため、それを使って、特に太陽系の誕生から最初の 400 万年から 500 万年の間に起こった出来事の年代を特定することができます。アルミニウム26の崩壊は別の理由でも重要です。それは、アルミニウム26が初期の太陽系における主な熱源であったと考えられるからです。この崩壊は、後に集まって惑星を形成する小さな原始的な岩石の溶解に影響を与えました。

ウラン、鉛、年齢

しかし、アルミニウム26を使って過去を理解するには、アルミニウム26がいくつかの場所に均等に分布しているのか、それとも他の場所よりも密集しているのかを知る必要があります。これを理解するには、いくつかの古代の宇宙岩石の絶対年齢をより正確に計算する必要があります。アルミニウム 26 だけを見ても、これはできません。アルミニウム 26 は比較的早く崩壊するからです (約 705,000 年後には、アルミニウム 26 のサンプルの半分がマグネシウム 26 に崩壊します)。これは、さまざまなオブジェクトの相対的な年齢を決定するために使用されますが、絶対的な年齢 (年単位) を決定するために使用されるわけではありません。しかし、アルミニウム26に関するデータをウランや鉛に関するデータと組み合わせれば、ある程度の進歩が期待できます。ウランには 2 つの重要な同位体 (U-235 と U-238) があり、これらは崩壊して鉛の異なる同位体 (それぞれ Pb-207 と Pb-206) になります。ウラン同位体の半減期ははるかに長い（それぞれ 7 億 1000 万年と 44 億 7000 万年）ため、これを使用して、イベントが発生した期間を直接計算できます。

エルグ・チェフ 002 のような宇宙岩石は、太陽系の初期の時代についての手がかりを提供します。 (写真提供: Yuri Amelin、CC BY)

隕石グループ

エルグ・チェフ 002 は「未組み立てのエイコンドライト」として知られています。エコンドライトは、太陽系を形成したガスと破片の固体の塊である溶融微惑星から形成された岩石です。地球上で発見された多くのエイコンドライトの起源が判明した。そのほとんどは、いわゆるハワード石・ユークライト・ダイゲナイト族に属し、太陽系最大の小惑星の一つであるベスタ4から発生したと考えられています。エコンドライトの別のグループはフューリートと呼ばれ、未知の母天体を共有しています。エルグ・チェフ002を含むその他の無球状隕石は「未分類」であり、その親や家族関係は不明である。

大きなアルミニウム片

エルグ・チェフ002の研究では、鉛206と鉛207が大量に含まれており、また脱炭酸されていないウラン238とウラン235も比較的多量に含まれていることがわかりました。すべての鉛とウランの同位体の比率を測定することで、これまでにない精度で岩石の年代を推定することができます。また、私たちは計算した年代を、以前に発表されたErg Chech 002のアルミニウム26データや、その他のさまざまな無球状隕石のデータと比較しました。

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著者: エフゲニー・クレスティアニノフ

FY: 何丹淮

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