Необычное соотношение изотопов кислорода в метеоритах, сформировавшихся во время рождения Солнечной системы, объясняется тем, что его «тяжелые» изотопы в то время одинаково хорошо соединялись с другими элементами благодаря присутствию водорода в протопланетном диске, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Science.

«Доли изотопов кислорода в метеоритах значительно отличаются от тех значений, которые характерны для землеподобных планет. Учитывая то, что кислород является третьим по распространенности элементом и ключевым компонентом многих минералов, мы должны знать, почему существуют эти различия. Это поможет нам понять то, как возникла Солнечная система», — заявил Субрата Чакраборти из университета Калифорнии в Сан-Диего (США).

Для этого Чакраборти и его коллеги воссоздали условия, царившие в газопылевой туманности на месте Солнечной системы в древности. Для этого ученые изготовили небольшую «шайбу» из моноокиси кремния (SiO), поместили ее в герметичный реактор, заполнили его водородом и испарили минерал при помощи лазера.

Подобный прием позволил ученым проследить за теми процессами, которые происходили в протопланетном диске, и найти им химическое объяснение, которое оказалось на удивление простым. Так, при испарении шайбы молекулы SiO в равной степени активно соединялись с атомами двух ключевых изотопов кислорода — кислорода-17 и кислорода-18.

Причиной этого, как отмечают геологи, были особые химические условия, в которых протекала эта реакция. Ключевым компонентом в этом процессе стал водород, выступавший в качестве «посредника» между окисью кремния и кислородом. Его присутствие в реакторе делало различия в массе между изотопами кислорода почти не значащим фактором, из-за чего их химическая активность была идентичной.

Аналогичные условия отсутствовали на протопланетных телах во время юности Солнечной системы, что объясняет различия в соотношениях изотопов кислорода на планетах и в метеоритах, заключают авторы статьи.