Los científicos buscan respuestas dentro de meteoritos ricos en minerales
Según los científicos, las imágenes de neutrones son ideales para buscar agua y otros compuestos que contienen hidrógeno porque los neutrones rebotan fácilmente en el hidrógeno. Por el contrario, las imágenes de rayos X son mejores para encontrar depósitos de elementos pesados, como el hierro y el níquel, porque los rayos X se dispersan principalmente por la gran cantidad de electrones en los átomos pesados.
Ninguna de las técnicas de imagen daña o altera significativamente los meteoritos, a diferencia de otros métodos de análisis de la composición química de las rocas, que requieren cortar rebanadas finas de meteoritos. Aunque cada método de imagen se ha utilizado por separado en el pasado, el equipo se encuentra entre los primeros en utilizar ambas técnicas simultáneamente para crear instantáneas de rayos X y haces de neutrones.
En el estudio piloto, el grupo examinó dos meteoritos cuyos contenidos de agua y minerales ya eran bien conocidos para evaluar la precisión de los métodos de imagen combinados. Una de las rocas, denominada EET 87503, es un fragmento de la superficie del gran asteroide Vesta, pero también contiene material de otra variedad de asteroides ricos en agua.
El otro meteorito, GRA 06100, rico en hierro y níquel, está clasificado como condrita, una roca que no ha sido alterada por fusión u otros procesos desde los primeros días del sistema solar. También contiene una cantidad significativa de silicatos que contienen hidrógeno formados por exposición previa al agua.
Para crear vistas tridimensionales de los meteoritos, los investigadores utilizaron rayos X y haces de neutrones para obtener imágenes de las secciones transversales de las rocas. Luego se combinaron imágenes individuales de diferentes secciones transversales para crear una imagen 3D, una técnica conocida como tomografía computarizada o tomografía computarizada.
Los métodos de imagen revelaron con precisión la ubicación de minerales ricos en metales, minerales de silicato, agua y otros compuestos hidrogenados en los dos meteoritos. Las imágenes de neutrones identificaron y caracterizaron los granos de condrita en GRA 06100, que luego podrían extraerse para su posterior estudio. Las imágenes en 3D pueden probar teorías sobre cómo el agua entró en la roca y qué ruta tomó el líquido para cambiar la composición de los minerales y unirse a la muestra.
Aunque el agua constituye el 70% de la superficie terrestre, la forma exacta en que la sustancia llegó a nuestro planeta sigue siendo un tema de debate de larga data. Algunos científicos planetarios sugieren que los meteoritos y los cometas, reliquias heladas del gélido sistema solar exterior, proporcionaron el agua, así como los componentes básicos de las proteínas esenciales para la vida, después de que se formó el núcleo de nuestro planeta. Otros sugieren que la tierra adquirió agua cuando se formó hace 4.500 millones de años a partir de partículas de gas y polvo que envolvieron al sol naciente y se fusionaron para formar nuestro planeta.
El agua se presenta en dos formas: agua ordinaria, compuesta de hidrógeno y oxígeno, y agua pesada, compuesta de deuterio (hidrógeno con un neutrón añadido) y oxígeno. Una forma de determinar si los meteoritos fueron una fuente principal de agua de la Tierra es comparar la abundancia relativa de estos dos tipos en las rocas con la abundancia relativa de agua por encima y por debajo de la superficie terrestre. Los científicos planetarios han medido la abundancia de algunos meteoritos pero necesitan examinar más de ellos.
Las imágenes de rayos X y de neutrones pueden ayudar con estos estudios. Al señalar la ubicación de depósitos de minerales, metales y agua encerrados en meteoritos, las imágenes podrían guiar a los investigadores sobre la mejor manera de cortar secciones de rocas para que puedan medir estas abundancias, así como la composición de otros compuestos.
Después de esta primera prueba, el equipo ahora planea usar su técnica de imagen dual para estudiar meteoritos menos familiares para que su contenido de agua y minerales se pueda mapear en detalle por primera vez.
