NGV-Geonieuws 121 artikel 703

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Juli 2006, jaargang 8 nr. 14 artikel 703

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 121! Op de huidige pagina is alleen artikel 703 te lezen.

<< Vorig artikel: 702 | Volgend artikel: 704 >>

703 Ontstaan van chondrules iets duidelijker
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Steenmeteorieten (chondrieten) zijn opgebouwd uit kleine (ongeveer een millimeter grote) min of meer ronde deeltjes (chondrules) die, dicht opeengepakt, in een fijnere matrix liggen. De chondrules moeten zijn gevormd toen gesteenten in de zonnenevel door een of andere oorzaak werden opgesmolten. Hoe en onder welke omstandigheden dat gebeurd kan zijn, is het onderwerp van veel speculaties, maar het is nu iets duidelijker geworden.

Vrijwel alle chondrieten zijn afkomstig uit de baan om de zon tussen Mars en Jupiter waarin grote aantallen astero´den voorkomen; dat zijn naar alle waarschijnlijkheid de restanten van een uiteengevallen planeet. Kennelijk moet er in het begin van de ontwikkeling van ons zonnestelsel een gebeurtenis hebben plaatsgevonden waardoor (bijna?) alle astero´den zijn opgesmolten, waarbij kleine druppeltjes van gesmolten silicaat werden gevormd (de chondrules) die later in veel gevallen weer samenklonterden om chondrieten te vormen.


Meteoriet NWA2892, waarschijnlijk verwant
aan een normale chondriet, gezien de geringe
hoeveelheid matrix


Chondrieten bestaan uit talrijke kleine deeltjes,
die bij uiteenvallen van de chondriet chondrules
vormen (foto Bernie Gunn).


Er moeten bij het ontstaan van ons zonnestelsel tal van situaties en tijdstippen zijn geweest waarin voldoende energie beschikbaar was om de astero´den te laten smelten. Onbekend was echter of dat op een zeer grote schaal gebeurde (orde van het hele zonnestelsel), op zeer kleine schaal (bijv. lokale bliksemontladingen), of iets daar tussenin.


Onderzoeker Jeff Cuzzi

Uit de kenmerken van de chondrules kan worden opgemaakt dat ze hoogste temperaturen van meer dan 1500 C hebben meegemaakt, en dat dat enkele uren moet hebben geduurd. Onder dergelijke omstandigheden smelt niet alleen het gesteente, maar kunnen ook relatief lichte en vluchtige elementen zoals kalium, ijzer, silicium en magnesium verdampen. Dat moet ook zijn gebeurd, want deze elementen komen in chondrules in lagere concentraties voor dan in andere meteorieten. Bij verdamping verdwijnen normaliter eerst de isotopen met de minste neutronen in de atoomkern. Het zou daarom voor de hand liggen dat in chondrules een relatief tekort aan bijv. silicium-28 zou bestaan t.o.v. silicium-30. Dat blijkt echter niet het geval te zijn.

Deze gegevens zijn voor twee Amerikaanse onderzoekers het uitgangspunt geweest voor een aantal berekeningen om vast te stellen onder welke omstandigheden wel verdamping kan zijn opgetreden, maar geen extra verlies aan lichte isotopen. De meest aannemelijke verklaring voor het nog steeds aanwezig zijn van de lichte isotopen is dat de gassen die ontstonden bij verdamping niet konden 'ontsnappen' uit de omgeving waarin de chondrules werden gevormd, zodat ook die lichte isotopen op den duur weer werden opgenomen in de bij dalende temperatuur uitkristalliserende chondrules. De onderzoekers komen tot de conclusie dat de gassen niet konden ontsnappen als er zoveel chondrules waren dat de 'wolk' van ontsnappende gassen uit de ene chondrule daardoor als het ware werd opgevangen door de gaswolk rondom een andere. Die situatie moet hebben bestaan bij een dichtheid van ongeveer 10 chondrules per kubieke meter. Een dergelijk grote dichtheid kan alleen hebben bestaan in het vlak waarin het zonnestelsel zich bezig was te vormen.


De Plainview chondriet, een karakteristiek exemplaar
(foto D. Ball, Arizona State University)


Een schitterende, uit kleine deeltjes,
opgebouwde chondriet (foto Bernie Gunn)


De ontsnappende gassen mogen echter ook niet zijn in grote mate zijn gediffundeerd naar een gebied waar geen chondrules aanwezig waren. Op basis van de (zeer lage) luchtdruk in de astero´dengordel, kan worden berekend dat iedere chondrule daarom omgeven moet zijn geweest door een 'wolk' van andere (verdampende) chondrules met een straal van zo'n 3 km. Als 99% van de ontsnappende gassen niet mag zijn weggediffundeerd, dan moet die 'wolk' ca. 300 keer groter zijn geweest, d.w.z. in de orde van grootte van 1000 km.

Op basis van dit soort berekende omstandigheden komen de onderzoekers tot de conclusie dat het opsmelten moet hebben plaatsgevonden op een schaal van de hele zonnenevel. Het meest waarschijnlijk zijn schokgolven de oorzaak. Deze schokgolven kunnen zijn veroorzaakt door instabiliteiten van het zwaartekrachtsveld, bijv. toen die van de zonnenevel en die van de protozon ongeveer gelijk werden.

Referenties:
  • Cuzzi, J.N. & Alexander, C.M.O=D., 2006. Chondrule formation in particle-rich nebular regions at least hundreds of kilometres across. Nature 441, p. 483-485.
  • Desch, S., 2006. How to make a chondrule. Nature 441, p. 416-417.

Foto van de meteoriet NWA2892 welwillend ter beschikking gesteld door Jeff Cuzzi, Space Science Division, Ames Research Center, Moffet Field, CA (Verenigde Staten van Amerika).


Copyright ę NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl