[论文解读] Ordinary Chondrite Formation from two Components: Implied Connection to Planet Mercury

J. Marvin Herndon|arXiv (Cornell University)|May 15, 2004

Astro and Planetary Science参考文献 18被引用 5

一句话总结

本文提出，普通球粒陨石由两种不同的组分形成：一种是类似CI球粒陨石的原始、氧化性物质，另一种是类似水星成分的分异、行星性组分。通过将元素比值相对于铁重新表达，该模型解释了普通球粒陨石中等氧化态及难熔亲铁元素的亏损，暗示水星缺失的成分组分可能正是行星组分的来源。

ABSTRACT

Major element fractionation among chondrites has been discussed for decades as ratios relative to Si or Mg. Expressing ratios relative to Fe leads to a new relationship admitting the possibility that ordinary chondrite meteorites are derived from two components: one is a relatively undifferentiated, primitive component, oxidized like the CI or C1 chondrites; the other is a somewhat differentiated, planetary component, with oxidation state like the reduced enstatite chondrites. Such a picture would seem to explain for the ordinary chondrites, their major element compositions, their intermediate states of oxidation, and their ubiquitous deficiencies of refractory siderophile elements. I suggest that the planetary component of ordinary chondrite formation consists of planet Mercury's missing complement of elements.

研究动机与目标

• 使用两组分模型解释普通球粒陨石中的主要元素分异和氧化态。
• 解决普通球粒陨石中难熔亲铁元素亏损这一长期存在的谜题。
• 提出普通球粒陨石与水星缺失成分组分之间的组成联系。
• 通过使用相对于铁而非硅或镁的元素比值，重新框架球粒陨石组成分析。

提出的方法

• 将球粒陨石中主要元素丰度相对于铁而非硅或镁重新表达，以揭示新的组成关系。
• 将所得元素比值与CI球粒陨石（原始、氧化）和顽辉石球粒陨石（还原、分异）的比值进行比较。
• 推断存在一种氧化态与顽辉石球粒陨石相似的分异行星组分。
• 将普通球粒陨石建模为原始组分与行星组分的混合物，以匹配观测到的组成。
• 利用推断出的行星组分解释普通球粒陨石中难熔亲铁元素的亏损。
• 提出水星的整体组成，特别是其缺失的挥发性元素和亲铁元素，与行星组分相匹配。

实验结果

研究问题

• RQ1 普通球粒陨石的中间氧化态是否可以通过混合两种具有截然不同氧化还原状态的组分来解释？
• RQ2 为什么普通球粒陨石中难熔亲铁元素的亏损程度高于CI球粒陨石？
• RQ3 何种成分组分可以解释普通球粒陨石中观测到的类行星分异行为？
• RQ4 普通球粒陨石中的行星组分是否与行星水星的组成相匹配？
• RQ5 与相对于硅或镁的比值相比，将元素比值相对于铁重新定义在多大程度上改善了对球粒陨石形成过程的理解？

主要发现

• 将元素比值相对于铁表达，揭示了一个两组分混合系统，可解释普通球粒陨石的主要元素组成。
• 原始组分是氧化的，类似于CI球粒陨石；行星组分是还原且分异的，类似于顽辉石球粒陨石。
• 该模型通过混合这两种端元组分，解释了普通球粒陨石中观测到的中间氧化态。
• 普通球粒陨石中难熔亲铁元素的亏损，可通过这些元素在行星组分中优先损失或被隔离来解释。
• 提出行星组分即为水星缺失的成分组分，暗示水星与普通球粒陨石形成之间存在直接联系。
• 本研究表明，水星可能形成于一种化学组成与普通球粒陨石中分异组分相似的物质。