Evidência única de alteração fluida no condrito comum de Kakowa (L6)

Sep 15, 2023

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 5520 (2022) Citar este artigo

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Os meteoritos preservam evidências de processos em seus corpos de origem, incluindo alteração, metamorfismo e eventos de choque. Aqui mostramos que o condrito comum (OC) de Kakowa (L6) preserva veias de derretimento de choque e bolsões de grãos detríticos de um objeto brechado e alterado, incluindo corindo, albita, sílica, faialita, forsterita e margarita em um Pb- e Matriz rica em Fe. A preservação da mineralogia e textura observadas requer uma sequência de pelo menos dois impactos: primeiro, uma colisão em alta velocidade formou os veios de derretimento de choque contendo os minerais de alta pressão ringwoodita, wadsleyita, majorita e jadeita albítica; depois, um impacto de baixa velocidade formou fraturas e as preencheu com o material detrítico. As razões isotópicas de oxigênio e chumbo sugerem uma origem OC para esses minerais detríticos. Embora a alteração fluida seja comum em condritos carbonáceos, a descoberta de margarita com uma assinatura isotópica de oxigênio OC é nova. Kakowa estende a história de impacto e alteração dos condritos comuns L6 em geral.

Os meteoritos preservam evidências das modificações que o material primitivo do sistema solar experimentou devido a processos como metamorfismo térmico, alteração de fluidos e danos por choque em seus corpos parentais. A evidência mais direta da ação da água líquida é a preservação de minerais hidratados secundários, que até agora foram documentados principalmente em condritos carbonáceos1. Em particular, o subgrupo oxidado de condritos carbonáceos CV é conhecido por conter margarita, vesuvianita e caulinita1,2. Em condritos comuns (OCs), a única fase secundária hidratada observada por Brearley3 é a esmectita rica em ferro de grão fino nos meteoritos desequilibrados Semarkona (LL3.00) e Bishunpur (LL3.15). O condrito desequilibrado Tieschitz (H/L3.6) hospeda um anfibólio sódico-cálcico indicando metassomatismo fluido próximo ou no pico do metamorfismo térmico4. Em OCs mais equilibrados, os filossilicatos são ainda mais raros ou totalmente ausentes, porém outras fases além dos filossilicatos indicam alteração nesses objetos. Processos metassomáticos são registrados em COs dos tipos 3.6 a 3.9 pela presença de sodalita, escapolita e nefelina; e dos tipos 4,0 a 6,0 por albita e feldspato portador de K5.

Muitos OCs preservam registros de eventos de impacto devido a colisões entre seus asteróides pais6,7,8,9,10. Esses registros de impacto meteorítico ajudam a restringir as condições de choque e, portanto, os parâmetros dos eventos de impacto, como a velocidade do encontro e os tamanhos dos impactadores e alvos. Por sua vez, a coevolução dos tamanhos planetesimais e sua excitação orbital podem distinguir entre cenários para a evolução inicial do sistema solar11. Os parâmetros de choque podem ser inferidos a partir de várias linhas de evidência, incluindo brechação, deformação em minerais e a presença e características texturais de veios de fusão (MVs) que geralmente contêm minerais de alta pressão (HP)12,13,14,15,16,17 ,18,19,20. Um grupo notável de meteoritos conhecidos como brechas polimíticas contém fragmentos de múltiplos objetos, presumivelmente derivados tanto do impactador quanto do alvo de uma ou mais colisões e remontados como pilhas de escombros21. Embora essas brechas não sejam incomuns, elas normalmente representam colisões de baixa velocidade; brechas polimíticas de impactos rápidos o suficiente para formar minerais HP são incomuns22,23. Embora as colisões tenham sido mais comuns no início da evolução do sistema solar, há fortes evidências de que o corpo progenitor condrito L foi interrompido por uma grande colisão em 470 Ma24,25, resultando em detritos que continuam a dominar o fluxo atual de meteoritos para o Terra26.

Aqui, relatamos novos dados sobre a queda histórica de Kakowa, um condrito comum L6 que caiu na Romênia em 19 de maio de 1858 e foi coletado em minutos enquanto, segundo registros históricos, ainda estava quente27. Kakowa é considerado no estágio de choque S4–S5 (Fig. 1). Estudamos sua textura, mineralogia e composição mineral por microscopia óptica e eletrônica, microanálise de sonda eletrônica (EPMA), espectroscopia micro-Raman e difração de retroespalhamento de elétrons (EBSD). Além disso, também adquirimos razões isotópicas de oxigênio in situ de algumas fases minerais por espectrometria de massa de íons secundários (nanoSIMS) e razões isotópicas de Pb por espectrometria de massa de plasma acoplado indutivamente com múltiplos coletores (MC-ICP-MS). Nossos estudos documentam, primeiro, que Kakowa (como muitos meteoritos L6) contém fases HP, concentradas e adjacentes aos veios de fusão, que requerem um forte choque para se formar. Em segundo lugar, documentamos bolsões contendo uma série de novos minerais, incluindo fases hidratadas, que parecem ser exógenas à rocha hospedeira L6 e provavelmente foram colocadas em fraturas durante uma colisão subseqüente de baixa velocidade. Usamos o termo "exógeno" para indicar material que parece ter sido adicionado à rocha no final de sua história.