科学家们相信太阳系形成于46亿年前，当时一团气体和尘埃在重力作用下坍缩，很可能是由附近的一颗大质量恒星或超新星的剧烈爆炸引发。当这团云坍缩时形成了一个旋转的圆盘，中心是太阳。从那时起，科学家们就能够逐步建立起太阳系的形成。现在新墨西哥大学、亚利桑那州立大学和美国国家航空航天局约翰逊航天中心的科学家们通过发现这颗古老的火成岩，又为这个谜题添上了一笔。这项研究今天（2018年8月2日）发表在《自然通讯》上，其项研究提供了直接证据，证明在类地行星形成之前的前1000万年，富含硅的化学演化地壳岩石在行星上形成，并帮助科学家进一步了解行星形成的复杂性。
NWA 11119的样本大小与棒球相似，图片：University of New Mexico
博科园-科学科普：联合国气象研究所教授兼所长Carl Agee说：这颗陨石的年龄是有记录以来最古老的火成岩，这不仅是一种非常不寻常的岩石类型，它还告诉我们并不是所有的小行星看起来都是一样的。有些看起来就像地球的外壳，因为它们颜色很浅，充满了SiO2。这些不仅存在，而且发生在太阳系中最早的火山事件之一。当研究生、主要作者Poorna Srinivasan问Agee关于她的博士论文的想法时，这项研究开始在UNM展开。在毛里塔尼亚的一个沙丘中，一位流浪者发现了一块有待研究的地壳岩石，这是他从一个陨石商那里得到的。这块石头比大多数陨石的颜色都要浅一些，上面点缀着绿色的水晶和洞穴，周围环绕着淬火熔体，把样本给了斯里尼瓦桑，并开始研究岩石的矿物学，西北非洲(NWA) 11119。
在北卡罗莱纳大学和美国宇航局约翰逊航天中心的设备上，使用电子微探针和CT(计算机断层扫描)扫描，斯里尼瓦桑开始检查岩石的成分和矿物学。斯里尼瓦桑开始注意到NWA 11119的复杂之处，并注意到不寻常的浅绿色融合地壳，即富含硅矿物的无球粒陨石，它包含的信息大大扩展了在太阳系形成的头350万年里火山岩石成分范围内的科学知识。这块岩石的矿物学与以前研究过的任何东西都非常不同，查了矿物学，以了解构成陨石的所有阶段。首先看到的主要东西之一是三柱石的大型硅晶体，它类似于矿物石英。当进行进一步的图像分析以量化三叠纪的陨石时，发现数量是陨石总数的30%，这一数字在陨石中是闻所未闻的，而且只在地球上的某些火山岩中发现。
部分研究还包括试图通过化学和同位素分析弄清楚陨石可能来自什么物体。利用与凯伦·齐格勒博士在纽约大学稳定同位素中心(CSI)实验室合作完成的氧同位素，确定它肯定是外太空的。基于氧同位素，我们知道它来自太阳系某个地方的外星源，但无法精确地确定它来自一个用望远镜观测到的已知天体。然而，通过测量到的同位素值，能够将它与另外两颗不同寻常的陨石(西北非洲7235和Almahata Sitta)联系起来，这表明它们都来自同一个母体——可能是一个巨大的地质复杂天体，形成于太阳系早期。一种可能性是，这一母体由于与另一颗小行星或行星发生碰撞而受到破坏，其中一些喷射出来的碎片最终到达了地球的轨道，穿过大气层，最后变成了地面上的陨石——以NWA 11119为例，在毛里塔尼亚，在过去一个未知的时间坠落。
图片：CC0 Creative Commons
NWA11119、NWA 7235和Almahata Sitta的氧同位素都是一样的，但是这块石头（NWA11119）和地球上发现的40000多颗陨石完全不同。此外，亚利桑那州立大学(Arizona State University)陨石研究中心(Center for Meteorite Studies)的同位素宇宙化学和地球年代学实验室(ICGL)进行了使用感应耦合等离子体质谱的研究，以确定陨石的精确形成年龄。研究证实NWA 11119是最古老的火成岩。合著者和ASU的陨石研究中心主任Meenakshi Wadhwa说：这项研究的目的是了解异常富含硅的火成岩起源和形成时间。其他大多数已知的火成岩星形陨石都含有‘玄武岩’成分，它们的硅丰度要低得多——所以我们想知道这种独特富含硅的陨石是如何以及何时在太阳系早期一个小行星体地壳中形成。大多数陨石是由小行星在一个叫做小行星带的区域内围绕太阳运行碰撞形成。小行星是太阳系形成46亿年前的遗迹。
古火成岩或无球粒陨石的化学成分范围是了解行星构造块的多样性和地球化学演化的关键。无球粒陨石记录了火山作用和地壳形成的最初阶段，大部分是玄武岩。合著者和ASU地球与空间探索学院的研究生丹尼尔·邓拉普说：被研究的陨石不同于任何其他已知的陨石，它拥有最丰富硅和最古老的(45.65亿年)任何已知火成岩。像这样的陨石是行星形成的前体，是太阳系中岩石天体演化的关键一步。这项研究对太阳系早期形成的行星构成至关重要，当我们今天从太阳系往外看时，看到了完全成形的天体、行星、小行星、彗星等等。然后好奇心总是驱使我们去问这个问题：它们是如何形成的？地球是如何形成的？这基本上是我们现在发现的谜题的缺失部分，它将告诉我们这些火成岩过程就像小高炉一样熔化岩石并处理所有太阳系的固体，最终，这就是行星形成的方式。
博科园-科学科普｜参考期刊文献:《Nature Communications》｜研究/来自：新墨西哥大学，DOI: 10.1038/s41467-018-05501-0
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