उल्कापिंड प्रयोगांमधून वैज्ञानिकांना बुधाच्या असामान्य रसायनशास्त्राचे नवे वाचन मिळत आहे

बुध हा नेहमीच खडकाळ ग्रहांमध्ये एक वेगळाच नमुना वाटत आला आहे

बुध पृथ्वी, शुक्र, आणि मंगळ याच व्यापक कुटुंबाचा भाग असला तरी रासायनिकदृष्ट्या तो वेगळा दिसतो. ग्रह मोहिमांनी दाखवले आहे की त्याचा पृष्ठभाग sulfur आणि magnesium यांनी समृद्ध, पृष्ठभागावर iron कमी, आणि एकूणच Solar System मधील इतर खडकाळ जगांपेक्षा बरेच अधिक chemically reduced आहे. त्या reduced अवस्थेचा अर्थ असा की बुधाच्या पदार्थांवर पृथ्वीवर सामान्य असलेल्या oxides पेक्षा sulfides, carbides, आणि silicides यांचे अधिक वर्चस्व आहे.

या फरकांमुळे बुधाचे अर्थ लावणे कठीण झाले आहे. वैज्ञानिकांकडे त्या ग्रहावरून थेट गोळा केलेले दगड नाहीत, आणि पृथ्वीच्या magmatic history वर आधारलेल्या model-ना पूर्णपणे भिन्न रासायनिक परिस्थितीत तयार झालेल्या जगाशी जुळवणे कठीण जाते. Rice University मधील एका टीमने आता या समस्येवर व्यावहारिक उपाय म्हणून एका दुर्मिळ उल्कापिंडाचा आधार घेतला आहे, ज्याची रचना बुधाशी विलक्षणपणे जुळते असे दिसते.

तो उल्कापिंड म्हणजे Indarch, 1891 मध्ये Azerbaijan मध्ये पडलेला EH4 enstatite chondrite. संशोधकांच्या मते, त्याची अत्यंत reduced chemistry त्याला बुधाच्या निर्मितीत मदत करू शकणाऱ्या पदार्थांसाठी एक प्रभावी proxy बनवते. या दुव्यावर आधारित, टीमने Indarch-आधारित प्रयोगशाळा रचना तयार केल्या आणि बुधासारख्या खडकांच्या निर्मितीची पुनर्रचना करणाऱ्या उच्च-तापमान प्रयोगांना त्यांना सामोरे गेले.

Indarch का महत्त्वाचा आहे

उल्कापिंडांच्या निकषांवरही Indarch अपवादात्मक आहे. Enstatite chondrites दुर्मिळ आहेत, आणि ते सुरुवातीच्या solar nebula मध्ये सूर्याजवळ तयार झाले असावेत असे मानले जाते. त्यांच्यात iron content जास्त आणि असामान्य sulfur-rich compounds असतात, ज्यामुळे पृथ्वीपेक्षा अधिक उष्ण, अधिक chemically reducing वातावरणात तयार झालेल्या बुधासारख्या जगाबद्दल विचार करण्यासाठी ते अत्यंत उपयुक्त ठरतात.

Rice टीमचे तर्क सोपे आहे: जर बुधाच्या खडकांची प्रयोगशाळेत थेट तपासणी करता येत नसेल, तर अगदी जवळची chemistry असलेला उल्कापिंड एक नियंत्रित सुरुवातीचा बिंदू देऊ शकतो. याचा अर्थ Indarch हा बुधाचा प्रत्यक्ष नमुना आहे असे नाही. तो एक plausible analog बनतो, ज्याला वितळवता येते, दाबाखाली ठेवता येते, आणि mineral transformations मधून अशा प्रकारे मागोवा घेता येतो, जो spacecraft observations एकट्याने शक्य नाही.

हे महत्त्वाचे आहे, कारण मोहिमांमधून मिळणारी surface measurements शास्त्रज्ञांना कोणते elements उपस्थित आहेत ते सांगू शकतात, पण ते पदार्थ ग्रहाच्या आत कसे विकसित झाले हे कमी थेट सांगतात. Experimental petrology ही पोकळी भरून काढू शकते, बुधासारख्या परिस्थितीत कोणत्या प्रकारचे melts आणि minerals निर्माण व्हायला हवेत हे दाखवून.

कठीण ग्रहाला प्रयोगशाळेत आणणे

संशोधकांनी Indarch-आधारित model melt composition तयार करून, ती नियंत्रित परिस्थितीत गरम केली आणि synthetic Mercury-like rocks तयार केले. या पद्धतीमुळे अत्यंत reduced materials वितळताना, crystallize होताना, आणि वेगवेगळ्या mineral phases मध्ये वेगळे होताना कसे वागतात हे वैज्ञानिकांना तपासता येते.

बुधासाठी हा केवळ geochemical curiosity चा विषय नाही. ग्रहाच्या पृष्ठभागाची रचना त्याच्या अंतर्गत संरचनेबद्दल, तापीय इतिहासाबद्दल, आणि निर्मितीच्या वातावरणाबद्दल संकेत देते. जर पृष्ठभाग sulfur-rich आणि ठामपणे reduced असेल, तर ही वैशिष्ट्ये बुध कसा differentiated झाला, त्याचा mantle कसा होता, आणि त्याचे रसायनशास्त्र त्याच्या खडकाळ भावंडांपेक्षा इतके वेगळे का झाले, हे समजावण्यात मदत करू शकतात.

म्हणून हे प्रयोग remote sensing data आणि planetary history यांच्यातील translation layer सारखे काम करतात. ते संशोधकांना केवळ बुध आज कसा दिसतो हेच नाही, तर कोणत्या सुरुवातीच्या building blocks आणि नंतरच्या evolution च्या मिश्रणातून तो परिणाम तयार झाला असावा हेही विचारायला मदत करतात.

खडकाळ ग्रहांच्या निर्मितीसाठी वेगळा नमुना

मोठा अर्थ असा की प्रत्येक खडकाळ ग्रह समजून घेण्यासाठी पृथ्वीला default template मानू नये. बुधाने ही सवय बराच काळ मोडली आहे. त्याची composition सूर्याच्या अधिक जवळ आणि पृथ्वीपेक्षा अधिक reducing परिस्थितीत तयार झालेल्या प्रक्रियेचे प्रतिबिंब आहे.

Indarch ला आधार मानून, Rice चे शास्त्रज्ञ खडकाळ जगांच्या उत्क्रांतीची एक वेगळी शाखा तपासत आहेत. यामुळे inner solar nebula मध्ये पदार्थांचे वितरण कसे झाले आणि स्थानिक रासायनिक वातावरणांनी त्यातून तयार झालेल्या ग्रहांवर कसा परिणाम केला, हे अधिक स्पष्ट होऊ शकते.

हे comparative planetology साठीही महत्त्वाचे आहे. वैज्ञानिक बुधाचा मार्ग जितक्या स्पष्टपणे ठरवतील, तितका तो एक counterexample म्हणून अधिक माहितीपूर्ण ठरेल. आकार किंवा घनता यांमध्ये वरवर सारखे दिसणारे जगही पूर्णपणे भिन्न रासायनिक इतिहास जपू शकतात.

ग्रहविज्ञानासाठी याचा अर्थ

बुध हा अजूनही सर्वात कमी सहज समजणाऱ्या terrestrial planets पैकी एक आहे. तो सूर्याजवळ आहे, भूवैज्ञानिकदृष्ट्या वेगळा आहे, आणि पृथ्वीवरून शिकलेल्या planetary models शी रासायनिकदृष्ट्या जुळत नाही. त्यामुळे प्रत्येक विश्वासार्ह proxy मौल्यवान ठरतो.

Indarch-आधारित प्रयोग अनिश्चितता पूर्णपणे दूर करत नाहीत, पण ती महत्त्वाच्या प्रकारे कमी करतात. ते वैज्ञानिकांना बुधाच्या reduced chemistry चे स्पष्टीकरण देण्यासाठी एक ठोस भौतिक चौकट देतात, केवळ orbital measurements वरून अंदाज बांधण्याऐवजी. direct samples दुर्मिळ असलेल्या planetary science मध्ये असा analog work निर्णायक ठरू शकतो.

यातून बुध कसा तयार झाला आणि कसा विकसित झाला असावा याचे अधिक experimentally grounded चित्र मिळते. तसेच एक मोठा धडा पुन्हा अधोरेखित होतो: Solar System मधील खडकाळ ग्रहांमध्ये कौटुंबिक साम्य असले तरी ते सर्व एकाच रासायनिक नियमांखाली वाढले नाहीत. बुध हा त्याचा सर्वात स्पष्ट पुरावा असू शकतो, आणि शतकाहून अधिक काळापूर्वी पृथ्वीवर पडलेला एक उल्कापिंड आता त्याचे कारण समजावून सांगण्यास मदत करत आहे.

हा लेख Universe Today च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.