Сотрудники лаборатории геохимии углерода им. Э.М. Галимова Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук изучили особенности дегазации углистого хондрита Dar al Gani 190 (CO3) в интервале температур 200—800 °C на специально сконструированной для этих задач установке.

В результате экспериментальных исследований по нагреву и изотермической выдержке (пиролизу) образцов метеорита с определением состава выделяемых газов методами газовой хроматографии получены важные результаты для понимания эволюции родительских тел углистых хондритов, а также для предварительной оценки валового содержания воды и состава газов в реголите Луны для планируемой космической миссии «Луна-27».

Дар аль Гани (Dar al Gani, DaG) — известное место находок метеоритов в ливийской Сахаре, Африка. Территория представляет собой плато известняков длиной около 200 километров и шириной 60 километров. Метеориты тёмного цвета можно легко обнаружить на светлом фоне, где они хорошо сохранились благодаря засушливому климату, плотным осадочным породам (глины, доломиты и известняки) и отсутствию кварцевого песка — основной причины эрозии в пустыне. Многие из найденных метеоритов прошли лишь первичную классификацию и детально не исследованы до сих пор, в частности, углистый хондрит DaG 190 (тип CO3) также детально не изучался.

Углистые хондриты составляют редкую группу метеоритов, происхождение которых связывают с ранними процессами формирования Солнечной системы. С DaG 190 было проведено три серии экспериментов с изотермической выдержкой при температуре 200 °С, 500 °С и 800 °С. В каждой серии использовался раздробленный в керамической ступке до зёрен 2-3 мм, а затем перетёртый на шаровой мельнице до размера зерна ~100 мкм порошок. Отбор газа для анализа осуществлялся через 15 минут после достижения заданной температуры, которая поддерживалась постоянной.

При всех трёх температурах отжига основными выделяемыми газами является N₂, H₂O и CO₂ (≈ 99 %), в то время как водорода, метана, угарного газа и других фиксируется существенно меньше (≈ 1 %). Содержание основных газов резко увеличивается при температуре отжига 800 °С (в среднем в 2-3 раза) и существенно возрастает выделение CO, H₂S и COS, возможно, связанное с разложением троилита. Такой характер выделения газов (release pattern) у DaG 190 резко отличается от дегазации Allende (тип СV3), проведённой в том же режиме нагрева. Связанные с пиролизом изменения химического состава вещества DaG 190 были оценены с помощью ИК и Раман спектроскопии.

Использованный авторами способ дегазации показал ряд преимуществ по сравнению с известным методом сжигания в кислороде со ступенчатым повышением температуры, где все углеродсодержащие соединения переводятся в CO₂. Авторам удалось раздельно измерить содержание ряда газов, таких как CO₂, CO, CH₄, COS, N₂, H₂O и H₂S, при температурах 200, 500 и 800 °С. Сравнение с изученным авторами ранее углистым хондритом типа Allende (CV3) выявило увеличение содержания выделяемых из DaG 190 (CO3) углекислого газа и воды от двух до пяти раз. Например, для CO₂ дегазация увеличилась от 50 мкг/г до 114 мкг/г, а для H₂O — от 42 мкг/г до 213 мкг/г (при температуре 800 °С).

«В работе рассмотрены космохимические приложения к процессам аккреции планет земной группы, а также роль углистых хондритов в качестве источников воды, газов и летучих соединений для Луны и ранней Земли», — прокомментировал старший научный сотрудник лаборатории геохимии углерода им. Э.М. Галимова ГЕОХИ РАН кандидат физико-математических наук Сергей Воропаев.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ, грант № 25-17-00051. Результаты опубликованы в журнале Solar System Research.

Источник: пресс-служба Минобрнауки России.