Evidência de isótopos de oxigênio de amostras de Ryugu para o fornecimento inicial de água à Terra por condritos CI

Nature Astronomy volume 7, páginas 29–38 (2023)Cite este artigo

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O fornecimento de água ao interior do Sistema Solar, incluindo a Terra, ainda é um tema debatido. Um papel preferencial dos asteróides hidratados neste processo é apoiado por medições isotópicas. Meteoritos condritos carbonáceos (CC) representam nossa principal fonte de informação sobre esses asteróides ricos em voláteis. No entanto, a destruição de materiais mais fracos durante a entrada atmosférica cria um viés nos nossos dados de CC. O retorno de materiais de superfície do asteróide tipo C 162173 Ryugu pela espaçonave Hayabusa2 oferece uma oportunidade única para estudar materiais primitivos de alta porosidade e baixa densidade, não representados no registro de meteoritos. Medimos a composição isotópica de oxigênio em massa de quatro partículas Ryugu e mostramos que elas se assemelham mais aos raros condritos CI (tipo CC Ivuna), mas com algumas diferenças que atribuímos à contaminação terrestre dos meteoritos CI. Sugerimos que o material relacionado ao CI está difundido entre os asteróides carbonáceos e é uma fonte mais importante de água e outros voláteis da Terra do que indica sua presença limitada em nossa coleção de meteoritos.

Entre junho de 2018 e novembro de 2019, a espaçonave JAXA Hayabusa2 fez observações espectroscópicas detalhadas e medições do asteróide tipo C 162173 Ryugu. Material de dois locais diferentes do asteróide foi recolhido e devolvido à Terra em 6 de dezembro de 2020 (ref. 1). Uma amostra foi armazenada na Câmara A da cápsula de retorno e a outra, coletada perto de uma cratera formada por impactador, foi armazenada na Câmara C. Dados espectroscópicos de infravermelho próximo obtidos durante observações orbitais do asteroide Ryugu indicaram que ele era composto de material “ semelhante aos meteoritos condritos carbonáceos metamorfoseados termicamente e / ou por choque ”(refs. 2,3), com uma correspondência potencial com os condritos CY (tipo Yamato) . Em contraste com esta interpretação, os estudos iniciais de curadoria nas instalações JAXA ISAS sugeriram que as amostras devolvidas eram “mais semelhantes aos condritos CI” (ref. 1). Essas classificações contraditórias só podem ser resolvidas por estudos detalhados de caracterização das partículas Ryugu. Em particular, a análise de isótopos de oxigênio de alta precisão é amplamente reconhecida como a técnica mais poderosa para estabelecer as inter-relações entre amostras individuais e grupos de meteoritos bem caracterizados. Os resultados aqui apresentados fornecem uma base sólida para avaliar a relação entre as amostras de Ryugu e o inventário de meteoritos de condritos carbonáceos (CC).

Subamostras de quatro partículas distintas de Ryugu foram analisadas quanto às suas composições isotópicas de oxigênio em massa por fluoração a laser, usando uma técnica de 'disparo único' (Métodos). Três das quatro amostras analisadas eram da Câmara C (C0014,21; C0068,21; C0087,2) e uma da Câmara A (A0098,2). As técnicas de transporte, carregamento e análise de amostras utilizadas neste estudo garantiram que em nenhum momento as partículas foram expostas à contaminação atmosférica (Métodos).

As quatro partículas das quais o material analisado foi extraído consistem predominantemente em filossilicatos de granulação fina e grossa, variando entre aproximadamente 64 e 88% em volume (ref. 7) (Figs. 1a, b). Silicatos anidros (olivina e piroxênio) não foram observados em nenhuma dessas quatro partículas, mas raros exemplos foram identificados em outras partículas de Ryugu8,9. Os filossilicatos compreendem um intercrescimento serpentina-saponita e possuem composições em massa que se sobrepõem totalmente àquelas encontradas nos ICs7. Minerais carbonáticos, principalmente dolomita, com menor carbonato de Ca e breunnerita, estão presentes em quantidades altamente variáveis ​​(aproximadamente 2 a 21% em volume7). Magnetita (aproximadamente 3,6 a 6,8 vol%), como framboides, plaquetas e agregados esféricos, e minerais sulfetados (aproximadamente 2,4 a 5,6 vol%) também estão presentes na matriz rica em filossilicatos (Fig. 1a, b) . As partículas Ryugu têm uma alta porosidade média de 41% e, consequentemente, uma baixa densidade média de 1.528 ± 242 kg m-3, comparável à do condrito CI Orgueil ou ao meteorito primitivo não agrupado Tagish Lake9.