Uma história de choques leves experimentados pelas partículas de regolito no asteróide hidratado Ryugu

Jun 04, 2023

Astronomia da Natureza (2023)Citar este artigo

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Acredita-se que os micrometeoritos, uma possível fonte principal de água da Terra, se formem a partir da dispersão explosiva de materiais condritos hidratados durante eventos de impacto em seus asteróides parentais. No entanto, esta proveniência e mecanismo de formação ainda não foram diretamente confirmados usando amostras de asteroides. Aqui, relatamos evidências de metamorfismo de choque leve nas partículas da superfície do asteróide Ryugu com base na microscopia eletrônica. Todas as partículas são dominadas por filossilicatos, mas carecem de texturas de desidratação, que são indicativas de temperaturas de aquecimento abaixo de ~500 °C. Texturas semelhantes a microfalhas associadas a magnetitas framboidais extensivamente deformadas por choque e um polimorfo de alta pressão de sulfeto de Fe-Cr foram identificadas. Esses achados indicam que a pressão de pico média foi de aproximadamente 2 GPa. A grande maioria dos materiais ejetados formados durante o impacto em asteróides do tipo Ryugu seriam materiais hidratados, maiores que um milímetro, originados longe do ponto de impacto. Essas características são inconsistentes com os modelos atuais de produção de micrometeoritos e, consequentemente, um novo mecanismo de formação é necessário.

Colisões de hipervelocidade entre pequenos corpos eram uma ocorrência frequente no início do Sistema Solar1, resultando em uma variedade de resultados, como brechação, formação de crateras, acreção, geração de magma e desgaseificação2. Esses processos foram registrados como uma ampla variedade de modificações físicas e químicas em materiais de superfície asteroidal e planetária, incluindo estruturas de deformação frágil/plástica, transformações de fase de estado sólido, recristalização, fusão e vaporização2. Portanto, os cientistas de materiais planetários têm investigado com entusiasmo meteoritos chocados, que se acredita serem derivados de asteróides, da Lua e de Marte3, para entender a natureza dos eventos de impacto e processos relacionados que ocorreram ao longo da história do Sistema Solar4,5,6 . Por exemplo, a pressão de pico e sua duração decodificada de meteoritos chocados fornecem restrições nas velocidades de colisão anteriores e também nos tamanhos dos asteroides7,8.

To link such impact event parameters to well-defined Solar System environments, knowledge of the relevant source regions is required. However, at present, there are only limited numbers of returned samples available for detailed study. Shock effects have been reported in lunar rocks returned by the Apollo missions9,4 Ga Apollo 14 and 15 zircons. Meteorit. Planet. Sci. 54, 181–201 (2018)." href="/articles/s41550-023-01947-5#ref-CR10" id="ref-link-section-d123584179e1179"> 10, materiais do núcleo cometário devolvidos pela missão Stardust 11,12 e as partículas de superfície do asteroide tipo S Itokawa retornadas pela missão Hayabusa da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA). Em partículas de Itokawa, estruturas de defeitos induzidas por choque (deslocamentos da rede cristalina), respingos de fusão e microcrateras foram identificadas pela primeira vez em grãos de olivina13,14. Os efeitos de choque de toda a rocha Itokawa não puderam ser totalmente avaliados, apesar de algumas tentativas baseadas em análises cristalográficas e espectroscópicas de olivina e plagioclásio15,16. Isso ocorre porque a maioria das partículas devolvidas consiste em grãos únicos ou agregados de vários grãos com tamanho <50 µm.

Os efeitos de choque relacionados a asteróides hidratados são de particular interesse nas ciências planetárias, pois esses asteróides são considerados uma das principais fontes de partículas de poeira extraterrestre17. A maior parte do material extraterrestre que chega à Terra vem na forma de micrometeoritos na faixa de tamanho de 50 a 500 μm18, com um fluxo estimado de aproximadamente 30.000 toneladas por ano19. A maioria dos micrometeoritos não fundidos e parcialmente fundidos são similares em química e mineralogia às matrizes de condritos carbonáceos CI (tipo Ivuna), CM (tipo Mighei) e Tagish Lake, que são agregados porosos compostos principalmente de filossilicatos hidratados20,21. Tais materiais provavelmente serão pulverizados explosivamente para se tornarem micrometeoritos pela vaporização de componentes voláteis, como H2O, durante o aquecimento de choque e, portanto, é improvável que sobrevivam como meteoritos22. Esta hipótese foi posteriormente confirmada pela comparação da petrologia e mineralogia de amostras recuperadas de CV anidro (tipo Vigarano) e meteoritos condriticos CM hidratados usando experimentos de choque de laboratório23,24.