En 4 miljarder år gammal bit av jordskorpa har hittats under Australien

 

En 4 miljarder år gammal bit av en jordskorpa i en storlek som Irland finns under västra Australien enligt en ny forskningsrapport.

Denna bit skorpa är en bland det äldsta av fast maeteria på jorden. Det äldsta är stenar i den kanadensiska skölden på Hudsonbuktens östra strand daterade till 4,3 miljarder år  (Jorden är 4,54 miljarder år gammal.). Då jordskorpan ständigt krossas och skjuts tillbaka in i manteln genom plattektonik bildades det mesta av planetens steniga yta under de senaste miljarder åren. l

Den äldsta skorpan som upptäckts, liksom den nyfunna biten i västra Australien, tenderar dock att vara cirka 4 miljarder år. Det tyder på att något speciellt inträffade under den tiden av jordens historia, säger studiens medförfattare Maximilian Droellner, doktorand vid Curtin University i Australien, i ett uttalande. "När vi jämför våra resultat med befintlig data verkar det som om många regioner runt om i världen upplevde en liknande tidpunkt av tidig skorpbildning som bevarats", säger Droellner. "Detta tyder på att en betydande förändring i jordens utveckling skedde för cirka fyra miljarder år sedan när meteoritbombardemanget avtog, skorpan stabiliserades och livet på jorden var i sin början."

Den tills nu dolda biten av en forntida skorpa finns nära där de äldsta mineralerna på jorden har hittats. I Australiens Jack Hills  har forskare upptäckt små mineraler som kallas zirkoner är ca 4,4 miljarder år gamla. Dessa mineraler har överlevt även när stenarna som en gång innehöll  dem eroderat bort. Vissa av klipporna runt Jack Hills (kända som Narryer) är ca 3.7 miljarder år gamla. 

Geokemister har påtalat att de i sediment nära denna region kan finnas en ännu äldre skorpa begravd under nyare bergarter och sediment. Så Droellner och hans kollegor bestämde sig för att testa zirkonerna i sediment från Scott Coastal Plain, söder om Perth. Sedimenten på denna slätt har eroderat utifrån stenar som legat på stora djup av den australiska kontinenten.

För detta test förångade forskarna zirkonerna med kraftfulla lasrar och analyserade sedan sammansättningen av två par radioaktiva ämnen som lasrarna frigjort, uran och bly och lutetium och hafnium. Versioner av dessa element som fångats i zirkoner har ett sönderfall under miljarder år. De relativa mängderna av varje version, eller isotop, visar  hur länge elementen har sönderfallit något som då ger en tidsskala av  zirkonernas ålder.

Dateringen avslöjade att stenarna som innehöll dessa mineraler bildades för mellan 3,8 miljarder och 4 miljarder år sedan.

För att lära sig mer om var dessa mineraler kom från vände sig forskarna till data som samlats in av satelliter i omloppsbana runt jorden. Jordskorpan varierar i tjocklek och det resulterar i en varierande tyngdkraft över planetens yta (det handlar om små förändringar men mätbara sådana). Genom att mäta dessa variationer av tyngdkraften på jordytan kan forskare räkna ut hur tjock skorpan är på olika platser.

 Gravitationsdata avslöjade ett tjockt segment av skorpa i den sydvästra delen av västra Australien. Platsen är sannolikt där dn begravd forntida skorpa finns.  Denna gamla skorpa täcker ett område på minst 38610 kvadratkilometer vilket forskarna beskrev i en artikel publicerad online 17 juni i tidskriften Terra Nova. Skorpan är begravd "tiotals kilometer" under dagens yta, sa Droellner. Forskarna upptäckte att gränsen för den gamla skorpan är förknippad med guld- och järnmalmsavlagringar och antydde vikten av denna mycket gamla skorpa för att kontrollera bildandet av stenar och mineraler i regionen.

Att förstå bildandet av skorpa för 4 miljarder år sedan kan hjälpa forskare att förstå hur kontinenterna bildades, skrev forskarna. Denna period för 4 miljarder år sedan byggde upp Jorden som den ser ut  idag, men få antydningar om den tidigaste Jordens skorpa har överlevt den ständiga omvälvningen av planetens yta.

"Denna bit skorpa har överlevt flera bergsbyggande händelser mellan Australien, Indien och Antarktis", sa Droellner.

Bild från vikipedia på ovan nämnda Jack hills i västra Australien och då på Kvarts-Metaconglomerate (Jack Hills Quartzite), bergarten som innehåller jordens äldsta daterade mineralkorn (detrital zircon).

NASA: s asteroidkrossande DART-farkost ska krascha ner på Didymos måne Dimorphos under september 2022.

Sex nätter av observationer med två kraftfulla teleskop bekräftade att omloppsbanan för asteroid Didymos med dess måne Dimorphos är perfekt anpassad för att NASA: s asteroidkrossande DART-rymdfarkost ska anlända dit som beräknat i slutet av september.

Observationerna som genomfördes i början av juli av Lowell Discovery Telescope i Arizona och Magellan Telescope i Chile bekräftade de tidigare omloppsberäkningarna från 2021. Nya uppgifter kommer när rymdfarkosten Double Asteroid Redirection Test (DART) enligt plan  kraschar ner i den mindre asteroiden kallad Dimorphos (månen till asteroiden Didymos).  Syftet med kraschen är att testa en potentiell teknik för att avleda en eventuell framtida asteroid kurs som hotar jorden något som däremot inte Didymos och Dimorphos gör för närvarande (förhoppningsvis ändras inte detta heller efter kraschen på Dimorphos).  Asteroiderna tillhör gruppen apollo-asteroider innebärande jordnära asteroider som korsar jordens bana regelbundet.

Didymos och dess måne Dimorphos kommer att ha sitt närmaste läge till jorden på flera år i slutet av september och passerar då på ett avstånd av cirka,8 miljoner kilometer från oss. Den 26 september, kommer DART-farkosten att krascha ner i den 170 meter stora Dimorphos i ett försök att ändra dess omloppsbana runt den 780 m stora Didymos. Experimentet är det första försöket någonsin att ändra en asteroids omloppsbana och kan bana väg för ett framtida planetförsvarssystem om en asteroid skulle hota jorden.

Forskare behöver de detaljerade omloppsparametrarna för de två rymdstenarna, inte bara för att på ett tillförlitligt sätt styra DART till sitt mål. Efter nedslaget kommer astronomer över hela världen nämligen att mäta asteroidernas banor för att se om och hur mycket Dimorphos bana förändrades efter kollisionen. Ändringen kan vara ganska liten och därför krävs extremt noggranna mätningar av den ursprungliga konfigurationen för stt upptäcka skillnaden efter kraschen.

"Före-och-efter-karaktären av detta experiment kräver stor kunskap om ett asteroidsystem innan vi gör något åt det", säger Nick Moskovitz, astronom vid Lowell Observatory i Arizona och medledare för observationskampanjen i juli, i ett uttalande. " Vi vill inte i sista minuten upptäcka: 'Åh, här är något vi inte hade tänkt på eller fenomen som vi inte hade övervägt.' Vi vill vara säkra på att alla förändringar vi ser helt och hållet beror på  DARTs nedslag."

Bortsett från de uppenbara krafterna, såsom gravitationskraften hos större kroppar, kan asteroidbanor påverkas av mer subtila fenomen, såsom effekter av solstrålning, säger forskarna i uttalandet.

Dimorphos bana runt Didymos förväntas efter kraschen förkortas med flera minuter. Genom att mäta förändringen med maximal precision kommer astronomer att även kunna få viktig information om Dimorphos struktur och egenskaperna hos materialet den består av.

Bild vikipedia Formmodell av Didymos och dess satellit (måne) Dimorphos, baserad på fotometrisk ljuskurva och radardata. 

Koldioxid upptäckt i en exoplanets atmosfär

Koldioxid, vars kemiska formel är CO2 är vid rumstemperatur en färglös gas. Den fyller viktiga biologiska funktioner och spelar en central roll för jordens växtlighet. Koldioxid är även en växthusgas.

NASA:s rymdteleskop James Webb har nu upptäckt det första tydliga beviset av närvaron av  koldioxid i atmosfären på en planet utanför vårt solsystem. Denna observation gjordes i atmosfären av en stor gasplanet som kretsar kring en solliknande stjärna 700 ljusår från oss. Fyndet, som nu godkännts för publicering i Nature, ger bevis på  att Webbteleskopet i framtiden kanske även kan upptäcka och mäta koldioxidnärvaro i  tunnare atmosfärer på mindre och steniga planeter. Planeter lika Jorden där det kan finnas liv av något slag.

WASP-39 b som det handlar om här är en het gasjätte med en massa ungefär som Saturnus med en diameter 1,3 gånger större än Jupiters. Dess extrema låga densitet är delvis relaterad till dess höga temperatur (cirka 900 grader Celsius).

 Till skillnad från de svalare och kompakta gasjättarna i vårt solsystem kretsar WASP-39 b mycket närmre sin stjärna (sol) bara ungefär en åttondel av avståndet som finns mellan solen och Merkurius – och fullbordar ett varv på drygt fyra jorddagar (dock ska vi komma ihåg att WASP -39b kretsar kring en svalare och mindre sol WASP-39, än vår sol).

Planetens upptäckt rapporterades första gången 2011 av markbaserade teleskop vilka upptäckte den subtila, periodiska dimningen av ljuset från WASP-39 (solen)  när planeten passerade framför denna.

Forskargruppen använde nu Webbs near-infrared spectrograph (NIRSpec) för sina observationer av WASP-39 b. Spektrumundersökningen av exoplanetens atmosfär visade  4,1 och 4,6 mikron av koldioxid vilket är det första tydligy detaljerade beviset för koldioxid som någonsin upptäckts på en planet utanför vårt solsystem.

"Så snart datan dök upp på min skärm tog koldioxidupptäckten tag i mig", säger Zafar Rustamkulov, doktorand vid Johns Hopkins University och medlem i JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science-teamet, som genomförde denna undersökning. "Det var ett speciellt ögonblick som passerade en viktig tröskel inom exoplanetvetenskap."

Inget observatorium har någonsin tidigare mätt sådana subtila skillnader i ljusstyrka för så många enskilda färger, på över 3- till 5,5 i mikronområdet i ett exoplanetöverföringspektrum tidigare. Tillgång till denna del av spektrumet är avgörande för att mäta mängden av gaser som vattenånga metan, samt koldioxid, som tros finnas i många olika typer av exoplaneters atmosfär.

"Att upptäcka en så tydlig signal av koldioxid på WASP-39 b bådar gott för framtida upptäckter av sammansättning i atmosfärer på mindre planeter", säger Natalie Batalha vid University of California i Santa Cruz, som var ledare av teamet som gjorde upptäckten.

Vi ser att James Webbteleskopet verkligen kommer att leverera nya rön, Upptäckter och skarpa bilder från universum kommer ofta nu från detta teleskop (min anm.).

Bild vikipedia på Exoplaneten WASP-39b vilken visat sig innehålla betydande mängder vatten i sin atmosfär och nu även koldioxid. (konstnärs koncept).

Jordens väg genom galaxen spårat

 

Astrofysiker försöker förstå universum och vår plats i det. I arbete av detta slag använder de fysikens lagar för att utveckla modeller som beskriver astronomiska objekts banor.

Även om vi kanske tänker på jordens yta formad av processer helt inom jorden själv har vår planet även påverkats av effekter i sin kosmiska miljö. Detta inkluderar periodiska förändringar av jordens omloppsbana runt solen, variationer i solens strålning, gammablixtar och meteoritnedslag.

Genom att se på månen och dess nedslagsrika yta av meteorkratrar och  att jorden är mer än 80 gånger mer massiv än månen bör  man betänka att jorden fått minst lika mycket nedslag historiskt som påverkat jordens yta. Faktum är att det senaste arbetet har pekat på meteoritpåverkan vid konstruktionen av kontinentalskorpan på jorden vilka hade betydelse  till att bilda dessa flytande bitar på det översta lagret av vår planet under dess tidigaste tid.

Teamet med dess internationella kollegor har nu identifierat en rytm i produktionen av denna tidiga kontinentalskorpa och tempot det skedde under pekar på en  storslagen händelsemekanism. Studien har nyligen publicerats i tidskriften Geology (se nedan vilka som ingick i teamet).

Det finns även en annan process med ett liknande skeende. Vårt solsystem och Vintergatans fyra spiralarmar snurrar båda runt det supermassiva svarta hålet i galaxens centrum men i olika hastigheter.

Spiralarmarna kretsar med 210 kilometer per sekund, medan solen rusar fram med 240 km per sekund vilket innebär att vårt solsystem surfar in och ut ur galaxens armar. Man kan föreställa sig dessa  spiralarmar bestående av stjärnor som täta regioner av stjärnor som saktar ner stjärnornas passage ungefär som i en trafikstockning runt det svarta hålet (obs vårt solsystem finns i utkanten av en av de fyra spiralarmarna),

Enligt denna modell resulterar det i cirka 200 miljoner år mellan varje runda vårt solsystem gör i den spiralarm vi finns i.

Det verkar finnas ett möjligt samband mellan tidpunkten för skorpproduktionen på jorden och den tid det tar att kretsa runt den galaktiska spiralarmen - men varför?

En teori säger utifrån att det i de avlägsna delarna av vårt solsystem finns ett moln av iskallt stenigt skräp som heter Oorts-moln (ofta kallat kometmoln) kretsa kring vår sol.

När solsystemet med jämna mellanrum rör sig inom  spiralarmen säger det i teorin interaktion mellan det och Oort-molnet då material då avlägsnas från molnet och skickar det närmare det inre av solsystemet. En del av detta material kan då slå ner på jorden. Jorden upplever relativt frekventa nedslag från asteroidbältets steniga kroppar som finns mellan Mars och Jupiter  kroppar som i genomsnitt kommer i  hastigheter på 15 km per sekund. Kometer som kastas ut från Oort-molnet (finns vid Pluto och utåt) kommer mycket snabbare mot oss i genomsnitt med 52 km per sekund.

Teamet hävdar att dessa periodiska högenergieffekter av skorpproduktion i det förflutna finns bevarad i små mineralkorn. Kometpåverkan gräver ut enorma volymer av jordens yta vilket leder till dekompressionssmältning av manteln, inte alltför olikt effekten då  en kork på en flaska champagne poppar upp.

Denna smälta sten, berikad med element som kisel, aluminium, natrium och kalium, flyter på den tätare manteln. Även om det finns många andra sätt att generera en kontinentalskorpa är det troligt att påverkan tidigt (nedslag av kometer, meteoriter) på jorden bildade flytande skorpor på ytan. Magma producerad från senare geologiska processer skulle följa dessa tidiga frön.

Kontinentalskorpan är avgörande i de flesta av jordens naturliga cykler - den interagerar med vatten och syre och bildar nya produkter de flesta slag av metaller och biologiskt kol.

Stora meteoritnedslag är dock katastrofala händelser som kan utplåna liv. Ändå kan effekterna mycket väl ha varit nyckeln till utvecklingen av den kontinentalskorpa vi lever på. (Händelser i första hand innan liv fanns på jorden eller en fast skorpa).

Med den senaste tidens passage av interstellära asteroider genom solsystemet har vissa till och med gått så långt som att föreslå att objekt av dessa slag förde liv över kosmos (man kan då undra varifrån de kom och var det hämtade detta liv (min anm,).

Hur vi än kom hit är det respektingivande. Stå en klar natt och se upp mot stjärnorna och strukturen de ger och sedan ner på dina fötter och känn mineralkornen, stenen och kontinentalskorpan nedanför - allt är kopplat samman till en storslagen rytm och vi kallar det verkligheten.

Inlägget och min diskussion utifrån en del av detta är från en artikel i https://theconversation.com/scientists-have-traced-earths-path-through-the-galaxy-via-tiny-crystals-found-in-the-crust-188158 skriven av

Christoffer Kirkland Professor i geologi, Curtin University och

Phil Sutton Universitetslektor i astrofysik, University of Lincoln

Det kusliga ljudet från ett svart hål.

 

NASA Exoplanets är ett team som fokuserar på bland annat exoplaneter som finns utanför vårt solsystem. Detta team twittrade det 34 sekunder långa klippet som  ni kan lyssna på här.  Enligt teamet finns en "missuppfattning" om att det inte finns något ljud i rymden.

En galaxhop har så mycket gas att vi har plockat upp faktiskt ljud. På länken ovan har det förstärks och blandas med andra data med syftet att vi ska kunna höra ljudet av ett svart hål. NASA släppte ursprungligen den så kallade "sonifieringen" tidigare i år och förklarade att forskare  "associerat" det till svarta hålet i Perseus galaxhop (denna galaxhop finns ca 240 miljoner ljusår från oss) med ljud sedan 2003.

"upptäckten gjordes genom att astronomer upptäckte att tryckvågor som kom ut ur det svarta hålet orsakade krusningar i klustrets heta gas vilket kunde översättas till data  som människor inte kan höra cirka 57 oktaver under mitten C", bekräftade NASA i ett pressmeddelande.

Signalerna har nu förstärkts och  "hörs nu 144 kvadrillion och 288 kvadriljon gånger högre än deras ursprungliga frekvens", tillade NASA. Det betyder att ljudet inte är exakt vad du skulle höra om du var nära det svarta hålet - och om människor kunde höra den här typen av ljud på plats.

Ljudklippet som NASA twittrade har fått över 14 miljoner visningar från och de flesta användare på sociala medier som hört det håller med om att ljudet är ganska spöklikt.

Men döm själva. Det är enligt mig ett ljud som vi har lärt oss är kusligt ljud. Men det är vi människor som tycker det andra varelser anser kanske tvärtom. Det vore spännande att veta varför vi lärt oss eller anser att dova ljud är kusliga och inte tvärtom. Kanske det är från människans barndom då vi var jägare och lärde oss undvika rytandet från lejon som då var vanliga inte bara i Afrika eller Asien utan även i Europa..

Bild vikipedia på de centrala delarna av Perseus-hopen varifrån ljudet från det svarta hålet kan höras.

Aktuell karta över vattentillgången på Mars upprättad

 

En ny karta har utarbetats över Mars som förändrar hur vi sett på planetens vattenrika förflutna och visar var vi bör landa på Mars i framtiden för en vattenförsörjning.

Kartan visar även mineralfyndigheter över hela planeten och har skapats under det senaste decenniet med hjälp av data från ESA: s Mars Express Observatoire pour la Mineralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité (OMEGA) instrument och NASA: s Mars Reconnaissance Orbiter Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) instrument.

Specifikt visar kartan platser med överflöd av vattenhaltiga mineraler. Dessa mineral är stenar som har förändrats kemiskt av vattens verkan över tid och har vanligtvis omvandlats till leror och salter. På jorden bildas leror när vatten interagerar med stenar med olika förhållanden något som ger upphov till skilda slag av lera. Till exempel bildas lermineraler som smectite och vermikulit när relativt små mängder vatten interagerar med berg och då behåller mestadels samma kemiska element som de ursprungliga vulkaniska bergarterna som de ursprungligen bildats ur. När det gäller smektit och vermikulit är dessa element av järn och magnesium.

När mängden vatten är relativt hög kan stenarna ändras än mer. Vattenlösliga element tenderar att flyta vidare och lämna efter sig aluminiumrik lera som kaolin.

Den stora överraskningen på Mars är att dessa mineraler finns här. För tio år sedan kände planetforskare till runt 1000 områden på Mars med dessa slag av mineraler. Det gjorde dem intressanta som geologiska gåtor. Den nya kartan har dock vänt situationen och avslöjat hundratusentals sådana områden i de äldsta delarna av planeten.

"Detta arbete har nu fastställt att när du studerar de gamla terrängerna i detalj är det konstigt att inte se dessa mineraler", säger John Carter, Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS) och Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Université Paris-Saclay och Aix Marseille Université, Frankrike. (Motsatsen till vad man tidigare ansåg(min anm.)).

Bild vikipedia som visar En konstnärs bild av hur Mars kan ha sett ut under sin tidiga historia då stora mängder flytande vatten fanns på ytan.

Frågan är om Phobos och Deimos en gång en enda marsmåne

 

Planeten Mars har två kända månar, Phobos och Deimos (se bild ovan) Ursprunget till Phobos och Deimos är ännu inte säkerställt. Månarna är en bråkdel av vår månes storlek och massa och mäter bara 22,7 km  och 12,6 km i diameter. Båda har en kort omloppsperiod på bara 7 timmar, 39 minuter och 12 sekunder (Phobos) och 30 timmar, 18 minuter och 43 sekunder (Deimos) för att slutföra en bana runt Mars. De har båda oregelbunden  sin form vilket får många att spekulera i att de en gång var asteroider som sparkades ut från asteroidbältet mellan Jupiter och Mars och fångats in av Mars gravitation. Det finns även en teori om att Phobos och Deimos en gång var en enda måne som träffats av ett massivt objekt vilket gjorde att denna måne splittrades i två asteroidliknande bitar. "splittringshypotesen"). 

I en ny studie undersökte  ett internationellt team av forskare under ledning från Institute of Space and Astronautical Science (ISAS) denna hypotes. Dess slutledning blev att  en enda måne i en synkron bana inte skulle ha kunnat resultera i två satelliter som vi ser där idag (efter en kollision). Istället, hävdar de, skulle de två månarna då sedan inom kort ha kolliderat och blivitreslterat i en skräpring som över tid skulle ha skapat ett helt nytt månsystem. Varifrån Mars månar kom från är ett intressant ämne för astronomer de senaste åren. Historiskt sett har astronomer lutat sig mot Fångsthypotesen, som säger att Phobos och Deimos en gång var asteroider av D-typ som fångats in (se ovan). 

Dessa asteroider (eller månar som vi benämner dem) består av en sammansättning av organiskt rika silikater, kol och vattenfria silikater, möjligen med is av vatten i det inre. Denna hypotes motiveras till stor del av observationer som avslöjade likheter i spektrum mellan asteroider av D-typ och dessa månar.

Alternativt säger Giant Impact Hypothesis att ett objekt träffade Mars och resulterade i en skräpring runt planeten som över tid samlades samman till två spillror (Phobos och Deimos). Denna  teori liknar den mest accepterade teorin om hur jorden och månen bildades för miljarder år sedan på grund av en påverkan med ett marsstort objekt som benämns Theia (även kallat Giant ImpactHypothesis).  vilket kraschade med Jorden.

På senare tid har det även en föreslagits att Phobos och Deimos kanske inte är ursprungliga objekt som berodde på fångst av asteroider utifrån eller en påverkan av ett annat objekt utan är resterna av en ursprunglig måne som bröts sönder.

Denna teori kallas "Ring-Moon Recycling Hypothesis", och lades fram i ett forskningsarbete 2021 av Amirhossein Bagheri et al. Enligt denna hypotes slets den ursprungliga månen itu för 1 till 2,8 miljarder år sedan, antingen av tidvattenkrafter eller genom en påverkan utifrån. Det resulterade i skräp som skulle ha bildat en ring runt Mars, Skräp som så småningom genom gravitation bildade Phobos och Deimos. Som astronomer har noterat har denna modell några problem som inkluderar det faktum att Mars fortfarande då skulle ha ett ringsystem.

Som Dr Hyodo förklarade för Universe Today via e-post noterade han och hans team att det finns andra problem: Kort sagt, om Phobos och Deimos delades från en enda stamfader Moon (1 till 2,7 miljarder år sedan), skulle de ha kolliderat inom 100000 år. Detta skulle ha lämnat Mars med en skräpring som fortfarande skulle finnas där idag, snarare än dess två oregelbundet formade satelliter som råkar vara asteroidliknande i sammansättning. Dessa fynd har förnyat debatten om var Mars månar kom ifrån och tyder också på att det kanske inte kommer att lösas förrän en farkost skickas dit för att utforska dem.

Flera uppdragskoncept finns just nu. 2008 började NASA: s Glenn Research Center studera ett framtida möjligt uppdrag för att hämta prover som kallas "Hall" -konceptet. Detta New Frontiers-klasskoncept skulle innebära att utföra en materiahämtningstur från Phobos och Deimos. 

I januari 2013 började forskare från Standford University, Massachusetts Institute of Technology (MIT) och NASA: s Jet Propulsion Laboratory samarbeta om ett nytt Phobos Surveyor-uppdrag. Uppdraget är för närvarande i testfaserna med en potentiellt lansering under 2023 och 2033.

För min del anser jag att infångandet av två asteroider är det troliga som förklaring till dessa månar (min anm.).

Bild vikipedia som visar en jämförelse av Phobos (ovan) och Deimos (nedan) i storlek.