תאר לעצמך תקופה בעברה של מערכת השמש בה האסטרואידים לא היו סלע יציב, אלא גושי ברזל מותכת. זה נשמע מוזר, אבל יכול להיות שזה היה המקרה. ובתנאים הנכונים, חלק מאותם אסטרואידים היו מנבטים הרי געש. אחד האסטרואידים הללו, פסיכה, הוא היעד למשימה של נאס"א.
זו המסקנה שמדענים מאוניברסיטת סנטה קרוז הגיעו למחקר חדש שעתיד להתפרסם במכתבי מחקר גיאופיזיים.
המדענים הם פרנסיס נימו, פרופסור למדעי כדור הארץ ולפלנטריה באוניברסיטת קליפורניה, סנטה קרוז (UCSC), והסטודנט לתארים מתקדמים יעקב אברהמס. הם התחילו במחקר זה בגלל התוכניות של נאס"א לשלוח חללית לאסטרואיד פסיכה. הנפש היא אסטרואיד ייחודי; לא רק שהוא האסטרואיד הגדול ביותר במערכת השמש שלנו, אלא שהוא נראה ליבת הברזל והניקל החשופים של כוכב לכת קדום.
בתוהו ובוהו של מערכת השמש המוקדמת, נתחו סלעים ונפגשו לעיתים. עם הזמן הם יצרו נתחים גדולים יותר וגדולים יותר שבסופו של דבר נוצרו לכוכבי הלכת הסלעיים. בכוכבי לכת מעוצבים לחלוטין כמו כדור הארץ, ליבת הברזל והניקל קבורה תחת קרום סיליקט. זה אותו דבר בכל כוכבי הלכת והירחים היבשתיים, וברוב האסטרואידים.
אבל כמה פלנטימלים היו סובלים מהתנגשויות קטסטרופליות, והשכבות החיצוניות שלהם היו נעקרות ומשאירות את הגרעין המותך העשיר בברזל שנחשף. גרעין זה היה מתקרר בטמפרטורות הקפואות בחלל, כאשר פני השטח ככל הנראה יתמצקו. זה מה שהם חושבים שקרה לפסיכה.
"יום אחד הוא פנה אלי ואמר, 'אני חושב שהדברים האלה הולכים להתפרץ'."
פרופסור פרנסיס נימו, UCSC מדעי כדור הארץ ומפלנטיקה.
לקראת משימתה של נאס"א לפסיכה, נימו התעניין באסטרואידים מתכתיים. הוא התעניין בהרכבם ובאילו רמזים להרכב זה יכול לספק מטאוריטים כאן על כדור הארץ. היה לו סטודנט לתארים מתקדמים, יעקב אברהמס, שניהל כמה דגמים של האסטרואידים נוצרו והתקררו.
מסתבר שלפחות חלק מהאסטרואידים הללו היו חווים התפרצויות געשיות של ברזל מותך.
"יום אחד הוא פנה אלי ואמר, 'אני חושב שהדברים האלה הולכים להתפרץ'," אמר נימו בהודעה לעיתונות. "מעולם לא חשבתי על זה קודם, אבל זה הגיוני מכיוון שיש לך נוזל מצוף מתחת לקרום צפוף, אז הנוזל רוצה לעלות לראש."
הרי הגעש האזוריים האלה לא היו מתפרצים על כל אסטרואידים חשופים אלה. הם היו צריכים להיות מספיק מאסיביים כדי שהמשטח יתקרר והתמצק במהירות, בעוד הגלעין נשאר מותך. אבל לא כולם היו מתנהגים כך.
"בחלק מהמקרים זה היה מתגבש מהמרכז החוצה ולא היה לו געש געש, אבל בחלקם יתגבש מלמעלה למטה, כך שתשיג יריעת מתכת מוצקה על פני השטח עם מתכת נוזלית מתחת", אמר נימו.
באסטרואידים מתכתיים אלה הקרום המוצק היה דוחס את הגלעין הצוף והמומס. זה היה יכול לשמור על הברזל המותך ננעל בתוך הליבה. אך עם הזמן היו חלים שינויים בקרום.
הקרום היה מתקרר והדחיסה והקירור היו יוצרים סדקי לחץ ותקלות בקרום. הגרעין המותך היה חזק יותר ויהיה בלחץ. כאשר נוצרו סדקים ותקלות, הברזל המותך היה בורח ויוצר הרי געש פראיים.
"... אין כמו זרימת הלבה העבה והצמיגה שאתה רואה בהוואי."
פרופסור פרנסיס נימו, UCSC מדעי כדור הארץ ומפלנטיקה.
אנחנו לא יודעים איך בדיוק היו נראים הרי הרי הגעש האלה. אך לדברי שני החוקרים, יש לפחות כמה אפשרויות. תלוי בעיקר בהרכב הסלע המומס.
"אם זה ברזל טהור ברובו, היו לך התפרצויות של זרימות פני שטח בעלות צמיגות המתפשטות בסדינים דקים, כך שאין כמו זרימת הלבה העבה והצמיגה שאתה רואה בהוואי," אמר אברהמס. "בקצה השני, אם יש אלמנטים קלים מעורבבים וגזים שמתרחבים במהירות, יכול להיות שיש לך געש נפץ שעלול להשאיר בורות על פני השטח."
אין זה סביר כי משימת הנפש של נאס"א תוכל לראות כל עדות ברורה לוולקני זה. הכל קרה לפני מיליארדי שנים והתנגשויות ובלאי היו מעצבים את פני האסטרואידים כמו פסיכה מאז. "לא ברור איך הם עשויים להיראות כעת," אמר אברהמס.
אך עדיין יתכן שיש כמה סימנים של הרי הגעש האלו. יכולות להיות וריאציות בצבע החומר על פני השטח. יתכנו אפילו כמה אוורור וולקני. אבל אל תצפו לאצטרובלי לבה.
משימת הנפש אינה עוסקת אך ורק במציאת עדויות לפעילות געשית; יש לו יעדים מדעיים אחרים. למעשה, על פי נימו, המקום הטוב ביותר למצוא הוכחה לפעילות וולקנית פראו על אסטרואידים כמו פסיכה עשוי להיות באסטרואידים מתכתיים כאן על פני כדור הארץ.
"יש הרבה מטאוריטים מטאליים אלה, ועכשיו כשאנחנו יודעים מה אנחנו מחפשים, אנו עשויים למצוא בהם עדויות לגעשיות", אמר נימו. "אם החומר יתפרץ על פני השטח, הוא יתקרר מהר מאוד, מה שישתקף בהרכב המטאוריט. ויכול להיות שיש בו חורים על ידי בריחת דלק. "
צמד המדענים הציגו תוצאות אלה בכנס מדעי הירח והפלנטריים האחרון, ומצאו שצוות מחקר אחר הגיע למסקנה זהה. תקציר של תוצאות הצוות נמצא כאן.
אלה תוצאות מעניינות, גם בגלל התמונה שהם מציירים. כוכב לכת, או פרוטו-כוכב לכת, העובר דרך מערכת השמש העתיקה, עובר התנגשות קטסטרופלית. המשטח מורחק ומשאיר רק ליבה מותכת. פני השטח מתקררים, לוכדים את הגרעין המותך שמתחת, רק כדי להימלט בגעשי הברזל כשהדגישים מכריחים סדקים במשטח.
"זה לא רעיון מזעזע, אבל מעולם לא חשבנו על וולקני ברזל לפני כן, אז זה משהו חדש ומעניין לחקור," אמר אברהמס.
משימת הנפש של נאס"א צפויה לצאת לדרך בשנת 2022. בשנת 2026 היא תגיע לפסיכה, ואז תשקיע 21 חודשים במסלול סביב האסטרואיד, מיפוי תווי פני השטח שלו ולימוד תכונותיו האחרות. החללית תכלול מספר מכשירים:
- הדמיה מולטי-ספקטרלית
- גמא ריי וספקטרומטר ניוטרון
- מגנטומטר
- X-Band Gravity Science Research
משימת Psyche תבדוק גם מערכת תקשורת לייזר חדשה בשם Deep Space Optical Communication (DSOC).
מקורות:
- הודעה לעיתונות: יתכן כי הרי געש ברזל התפרצו על אסטרואידים מתכתיים
- עבודת מחקר: פרוולקניזם: וולקנות ברזל באסטרואידים מתכיים
- סקירת משימת הנפש של נאס"א
