Tapadh leibh airson tadhal air Nature.com. Tha taic CSS cuibhrichte aig an dreach brabhsair a tha thu a’ cleachdadh. Airson an eòlas as fheàrr, tha sinn a’ moladh gun cleachd thu brabhsair ùraichte (no gun cuir thu dheth Modh Co-chòrdalachd ann an Internet Explorer). Aig an aon àm, gus dèanamh cinnteach à taic leantainneach, nì sinn an làrach-lìn gun stoidhlichean agus JavaScript.
Luath-luaineach agus beairteach ann an stuth organach, is dòcha gur e asteroidan seòrsa-C aon de na prìomh thùsan uisge air an Talamh. An-dràsta, is e chondrites anns a bheil carbon a bheir am beachd as fheàrr air an co-dhèanamh ceimigeach, ach tha fiosrachadh mu mheteorites air a shaobhadh: chan eil ach na seòrsaichean as seasmhaiche a mhaireas a’ dol a-steach don àile agus an uairsin ag eadar-obrachadh le àrainneachd na talmhainn. An seo tha sinn a’ taisbeanadh toraidhean sgrùdadh mionaideach toirt-mheudach agus meanbh-anailiseach air a’ phrìomh ghràin Ryugu a chaidh a lìbhrigeadh don Talamh leis an t-soitheach-fànais Hayabusa-2. Tha gràineanan Ryugu a’ sealltainn co-ionnanachd dlùth ann an co-dhèanamh ri chondrites CI (seòrsa Iwuna) gun roinneadh gu ceimigeach ach air an atharrachadh le uisge, a thathas a’ cleachdadh gu farsaing mar chomharradh air co-dhèanamh iomlan siostam na grèine. Tha an sampall seo a’ sealltainn dàimh fànais iom-fhillte eadar organaigs aliphatic beairteach agus silicates sreathan agus a’ nochdadh teòthachd as àirde timcheall air 30 °C rè bleith uisge. Lorg sinn pailteas deuterium agus diazonium a rèir tùs taobh a-muigh na grèine. Is iad mìrean Ryugu an stuth coimheach as neo-thruaillte agus as do-sgaraichte a chaidh a sgrùdadh a-riamh agus is iad a tha a’ freagairt as fheàrr air co-dhèanamh iomlan siostam na grèine.
Bho Ògmhios 2018 gu Samhain 2019, rinn soitheach-fànais Hayabusa2 Buidheann Sgrùdaidh Adhair Iapan (JAXA) sgrùdadh farsaing iomallach air an asteroid Ryugu. Tha dàta bhon Speictriméadar Infridhearg Faisg air (NIRS3) aig Hayabusa-2 a’ moladh gum faodadh Ryugu a bhith air a dhèanamh de stuth coltach ri chondrites carbonaceous a tha air an metamorphic gu teirmeach agus/no clisgeadh. Is e an chondrite CY (seòrsa Yamato) 2 an co-chòrdadh as dlùithe. Faodar albedo ìosal Ryugu a mhìneachadh le làthaireachd àireamh mhòr de cho-phàirtean beairteach ann an carbon, a bharrachd air meud mìrean, porosity, agus buaidhean sìde fànais. Rinn an soitheach-fànais Hayabusa-2 dà thuirling agus chruinnich iad sampallan air Ryuga. Rè a’ chiad thuirling air 21 Gearran, 2019, fhuaireadh stuth uachdar, a chaidh a stòradh ann an roinn A den chapsal tilleadh, agus rè an dàrna tuirling air 11 Iuchar, 2019, chaidh stuth a chruinneachadh faisg air crater fuadain a chaidh a chruthachadh le buaidh-ghiùlain beag. Tha na sampallan seo air an stòradh ann an Uàrd C. Sheall caractarachadh neo-sgriosail tùsail nan gràineanan ann an Ìre 1 ann an seòmraichean sònraichte, gun thruailleadh agus làn naitridean fìor-ghlan aig goireasan fo stiùir JAXA gur e gràineanan Ryugu a bu choltaiche ri chondrites CI4 agus gun robh “diofar ìrean de chaochladh” aca3. Chan urrainnear an seòrsachadh a tha coltach ri bhith connspaideach de Ryugu, coltach ri chondrites CY no CI, fhuasgladh ach le bhith a’ comharrachadh gràineanan Ryugu gu mionaideach a thaobh isotopic, eileamaideach, agus mèinnearach. Tha na toraidhean a tha air an taisbeanadh an seo a’ toirt bunait làidir airson faighinn a-mach dè de na dà mhìneachadh tòiseachaidh seo airson co-dhèanamh iomlan an asteroid Ryugu as coltaiche.
Chaidh ochd peileagan Ryugu (timcheall air 60mg gu h-iomlan), ceithir bho Sheòmar A agus ceithir bho Sheòmar C, a shònrachadh do Ìre 2 gus sgioba Kochi a riaghladh. ’S e prìomh amas an sgrùdaidh nàdar, tùs agus eachdraidh mean-fhàsach an asteroid Ryugu a shoilleireachadh, agus coltachdan agus eadar-dhealachaidhean a chlàradh le sampallan coimheach eile a tha aithnichte leithid chondrites, mìrean duslach eadar-phlanaideach (IDPs) agus comadaidhean a tha a’ tilleadh. Sampallan a chaidh a chruinneachadh le misean Stardust aig NASA.
Sheall mion-sgrùdadh mèinnearachdail air còig gràinean Ryugu (A0029, A0037, C0009, C0014 agus C0068) gu bheil iad air an dèanamh suas sa mhòr-chuid de phyllosilicates mìn is garbh (~64–88 vol.%; Figear 1a, b, Figear a bharrachd 1). agus clàr a bharrachd 1). Bidh phyllosilicates garbh-ghràin a’ nochdadh mar chruinneachaidhean pinnate (suas ri deichean de mhicronan ann am meud) ann am maitrísean mìn-ghràin, beairteach ann am phyllosilicate (nas lugha na beagan mhicronan ann am meud). Tha mìrean silicate sreathanach nan symbionts serpentine–saponite (Figear 1c). Tha am mapa (Si + Al)-Mg-Fe cuideachd a’ sealltainn gu bheil co-dhèanamh eadar-mheadhanach aig a’ mhaitrís silicate sreathanach mòr eadar serpentine agus saponite (Figear 2a, b). Tha mèinnirean carbonate (~2–21 vol.%), mèinnirean sulfide (~2.4–5.5 vol.%), agus magnetite (~3.6–6.8 vol.%) anns a’ mhaitris phyllosilicate. Bha beagan (~0.5 vol.%) de silicates gun uisge (olivine agus pyroxene) ann an aon de na mìrean a chaidh a sgrùdadh san sgrùdadh seo (C0009), a dh’ fhaodadh cuideachadh le bhith ag aithneachadh an stuth tùsail a rinn suas clach amh Ryugu5. Tha an silicate gun uisge seo tearc ann am peileagan Ryugu agus cha deach a chomharrachadh gu dearbhach ach ann am peileag C0009. Tha carbonates an làthair anns a’ mhaitris mar phìosan (nas lugha na beagan cheudan micron), sa mhòr-chuid dolomite, le meudan beaga de calcium carbonate agus brinell. Tha magnetite a’ nochdadh mar ghràineanan iomallach, framboids, plaicean, no cruinneachaidhean cruinn. Tha sulfides air an riochdachadh sa mhòr-chuid le pyrrhotite ann an cruth prisms/pleitean sia-thaobhach neo-riaghailteach no laths. Tha tòrr pentlandite submicron anns a’ mhaitris no ann an co-bhonn ri pyrrhotite. Tha ìrean beairteach ann an gualain (<10 µm ann am meud) a’ nochdadh gu h-uile-choitcheann anns a’ mhaitrís beairteach ann am phyllosilicate. Tha ìrean beairteach ann an gualain (<10 µm ann am meud) a’ nochdadh gu h-uile-choitcheann anns a’ mhaitrís beairteach ann am phyllosilicate. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатами матриц. Tha ìrean beairteach ann an gualain (<10 µm ann am meud) a’ nochdadh gu h-uile-choitcheann anns a’ mhaitrís beairteach ann am phyllosilicate.富含碳的相（尺寸<10 µm）普遍存在于富含层状硅酸盐的基质中。富含碳的相（尺寸<10 µm）普遍存在于富含层状硅酸盐的基质中。 Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) преобладают в богатой филосиликатами матрице. Tha ìrean beairteach ann an gualain (<10 µm ann am meud) as cumanta anns a’ mhaitrís beairteach ann am phyllosilicate.Tha mèinnirean taiceil eile air an sealltainn ann an Clàr-taice 1. Tha an liosta de mhèinnirean a chaidh a dhearbhadh bhon phàtran diffraction X-ghath den mheasgachadh C0087 agus A0029 agus A0037 glè choltach ris an fhear a chaidh a dhearbhadh anns a’ chondrite CI (Orgueil), ach tha e gu math eadar-dhealaichte bho na chondrites CY agus CM (seòrsa Mighei) (Figear 1 le dàta leudaichte agus Figear-taice 2). Tha susbaint iomlan nan eileamaidean ann an gràinean Ryugu (A0098, C0068) cuideachd a rèir chondrite 6 CI (dàta leudaichte, Figear 2 agus Clàr-taice 2). An coimeas ri sin, tha chondrites CM air an lughdachadh ann an eileamaidean meadhanach agus glè luaineach, gu sònraichte Mn agus Zn, agus nas àirde ann an eileamaidean teasfhulangach7. Tha dùmhlachd cuid de na h-eileamaidean ag atharrachadh gu mòr, agus dh’ fhaodadh seo a bhith na fhaileas air neo-sheasmhachd nàdarra an t-sampall air sgàth meud beag nam mìrean fa leth agus a’ chlaonadh samplachaidh a thig às. Tha a h-uile feart peitreòlais, mèinnireòlais agus eileamaideach a’ nochdadh gu bheil gràinean Ryugu glè choltach ri chondrites CI8,9,10. Is e eisgeachd follaiseach dìth ferrihydrite agus sulfate ann an gràinean Ryugu, a’ moladh gun deach na mèinnirean seo ann an chondrites CI a chruthachadh le sìonadh talmhaidh.
a, Ìomhaigh X-ghath co-dhèanta de Mg Kα (dearg), Ca Kα (uaine), Fe Kα (gorm), agus S Kα (buidhe) earrann snasta tioram C0068. Tha an co-roinn air a dhèanamh suas de shìlicates sreathan (dearg: ~88 vol%), carbonates (dolomait; uaine aotrom: ~1.6 vol%), magnetite (gorm: ~5.3 vol%) agus sulfides (buidhe: sulfide = ~2.5% vol. aiste. b, ìomhaigh den roinn contour ann an dealanan sgapte air ais air a. Bru – neo-aibidh; Dole – dolomite; Is e FeS sulfide iarainn; Mag – magnetite; sùgh – clach-siabann; Srp – serpentine. c, ìomhaigh microscopy dealanach tar-chuir àrd-rèiteachaidh (TEM) de eadar-fhàs saponite-serpentine àbhaisteach a’ sealltainn còmhlain laitís serpentine agus saponite de 0.7 nm agus 1.1 nm, fa leth.
Tha co-dhèanamh a’ mhaitrics agus an t-silicate sreathach (aig %) de na gràineanan Ryugu A0037 (cearcallan dearga soladach) agus C0068 (cearcallan gorma soladach) air a shealltainn anns an t-siostam trì-fhillte (Si+Al)-Mg-Fe. a, Toraidhean Electron Probe Microanalysis (EPMA) air an plotadh an aghaidh chondrites CI (Ivuna, Orgueil, Alais)16 air an sealltainn ann an liath airson coimeas. b, Mion-sgrùdadh scanaidh TEM (STEM) agus speactroscopaidh X-ghath sgaoilidh lùtha (EDS) air a shealltainn airson coimeas le meteorites Orgueil9 agus Murchison46 agus IDP47 hydrated. Chaidh phyllosilicates mìn-ghràin agus garbh-ghràin a sgrùdadh, a’ seachnadh gràineanan beaga de sulfide iarainn. Tha na loidhnichean dotaichte ann an a agus b a’ sealltainn loidhnichean sgaoilidh saponite agus serpentine. Is dòcha gu bheil an co-dhèanamh beairteach ann an iarann ​​ann an a mar thoradh air gràinean sulfide iarainn fo-micron taobh a-staigh nan gràinean silicate sreathach, nach gabh a dhiùltadh le rùn spàsail an anailis EPMA. Dh’fhaodadh gum bi puingean dàta le susbaint Si nas àirde na an saponite ann am b air adhbhrachadh le làthaireachd stuth nano-mheudach beairteach ann an silicon amorphous ann an eadar-bheàrn an t-sreath phyllosilicate. Àireamh de mhion-sgrùdaidhean: N=69 airson A0037, N=68 airson EPMA, N=68 airson C0068, N=19 airson A0037 agus N=27 airson C0068 airson STEM-EDS. c, mapa isotope de ghràin trioxy Ryugu C0014-4 an taca ri luachan chondrite CI (Orgueil), CY (Y-82162) agus dàta litreachas (CM agus C2-ung)41,48,49. Tha sinn air dàta fhaighinn airson na meteorites Orgueil agus Y-82162. Tha CCAM na loidhne de mhèinnirean chondrite carbonaceous gun uisge, tha TFL na loidhne roinneadh talmhainn. Mapaichean d, Δ17O agus δ18O de ghràin Ryugu C0014-4, chondrite CI (Orgueil), agus chondrite CY (Y-82162) (an sgrùdadh seo). Δ17O_Ryugu: Luach Δ17O C0014-1. Δ17O_Orgueil: Luach cuibheasach Δ17O airson Orgueil. Δ17O_Y-82162: Luach cuibheasach Δ17O airson Y-82162. Tha dàta CI agus CY bhon litreachas 41, 48, 49 air an sealltainn cuideachd airson coimeas.
Rinneadh mion-sgrùdadh isotope mais ocsaidean air sampall 1.83 mg de stuth a chaidh a thoirt a-mach à C0014 gràinneach le fluorination leusair (Modhan). Airson coimeas, ruith sinn seachd lethbhric de Orgueil (CI) (maid iomlan = 8.96 mg) agus seachd lethbhric de Y-82162 (CY) (maid iomlan = 5.11 mg) (Clàr Taiceil 3).
Air figear 2d chithear dealachadh soilleir eadar Δ17O agus δ18O eadar na gràineanan cuibheasach cuideam aig Orgueil agus Ryugu an taca ri Y-82162. Tha Δ17O a’ ghràin Ryugu C0014-4 nas àirde na luach a’ ghràin Orgeil, a dh’aindeoin an tar-lùbadh aig 2 sd. Tha luachan Δ17O nas àirde aig gràineanan Ryugu an taca ri Orgeil, a dh’ fhaodadh a bhith a’ nochdadh truailleadh talmhaidh an fhear mu dheireadh bho thuit e ann an 1864. Bidh sìde san àrainneachd talmhaidh11 gu riatanach a’ leantainn gu bhith a’ toirt a-steach ocsaidean àile, a’ toirt an anailis iomlan nas fhaisge air an loidhne roinneadh talmhaidh (TFL). Tha a’ cho-dhùnadh seo a rèir an dàta mèinnearachd (air a dheasbad roimhe) nach eil hydrates no sulfates ann an gràinean Ryugu, ach tha Orgeil ann.
Stèidhichte air an dàta mèinnearachdail gu h-àrd, tha na toraidhean seo a’ toirt taic do cheangal eadar gràinean Ryugu agus chondrites CI, ach tha iad a’ cur às do cheangal de chondrites CY. Tha e na iongnadh nach eil gràinean Ryugu co-cheangailte ri chondrites CY, a tha a’ sealltainn shoidhnichean soilleir de mhèinnearachd dìth uisgeachaidh. Tha e coltach gu bheil amharc orbital air Ryugu a’ nochdadh gu bheil e air a dhol tro dhìth uisgeachaidh agus mar sin tha e coltach gu bheil e air a dhèanamh suas de stuth CY. Chan eil na h-adhbharan airson an eadar-dhealachaidh follaiseach seo soilleir fhathast. Tha mion-sgrùdadh isotope ocsaidean air gràinean Ryugu eile air a thaisbeanadh ann am pàipear co-cheangailte 12. Ach, tha toraidhean an t-seata dàta leudaichte seo cuideachd a rèir a’ cheangail eadar gràinean Ryugu agus chondrites CI.
A’ cleachdadh dhòighean meanbh-anailis co-òrdanaichte (Figear a bharrachd 3), rinn sinn sgrùdadh air sgaoileadh fànais carbon organach thairis air farsaingeachd uachdar iomlan a’ bhloigh beam ian fòcasaichte (FIB) C0068.25 (Figearan 3a–f). Speactraman gabhail X-ghathan structar grinn de charbon (NEXAFS) aig an oir faisg air an earrann C0068.25 a’ sealltainn grunn bhuidhnean gnìomh – aramatach no C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH4 (287.5 eV) agus C(=O)O (288.8 eV) – chan eil structar grafain ann aig 291.7 eV (Figear 3a), a tha a’ ciallachadh ìre ìosal de atharrachadh teirmeach. Tha am bàrr làidir CH4 (287.5 eV) de na stuthan organach pàirteach de C0068.25 eadar-dhealaichte bho na stuthan organach neo-sholabailte de chondrites carbonaceous a chaidh a sgrùdadh roimhe agus tha e nas coltaiche ri IDP14 agus mìrean comadaidh a fhuaireadh leis a’ mhisean Stardust. Tha bàrr CH làidir aig 287.5 eV agus bàrr aramatach no C=C glè lag aig 285.2 eV a’ nochdadh gu bheil todhar organach beairteach ann an todhar aliphatic (Figear 3a agus Figear a bharrachd 3a). Tha raointean beairteach ann an todhar organach aliphatic suidhichte ann am phyllosilicates garbh-ghràin, a bharrachd air ann an raointean le structar gualain aramatach (no C=C) bochd (Figear 3c,d). An coimeas ri sin, sheall A0037,22 (Figear a bharrachd 3) susbaint nas ìsle de raointean beairteach ann an gualain aliphatic. Tha mèinnearachd bunaiteach nan gràinean sin beairteach ann an carbonates, coltach ri chondrite CI 16, a’ moladh atharrachadh mòr air uisge an stòr (Clàr a bharrachd 1). Bidh suidheachaidhean ocsaididh a’ fàbharachadh dùmhlachdan nas àirde de bhuidhnean gnìomh carbonyl agus carboxyl ann an todhar organach co-cheangailte ri carbonates. Faodaidh an sgaoileadh fo-micron de stuthan organach le structaran gualain aliphatic a bhith gu math eadar-dhealaichte bho sgaoileadh silicates sreathan garbh-ghràin. Chaidh comharran de choimeasgaidhean organach aliphatic co-cheangailte ri phyllosilicate-OH a lorg ann am meteorite Loch Tagish. Tha dàta meanbh-anailiseach co-òrdanaichte a’ moladh gum faodadh stuth organach beairteach ann an todhar aliphatic a bhith farsaing ann an asteroidan seòrsa-C agus gu dlùth cheangailte ri phyllosilicates. Tha a’ cho-dhùnadh seo a’ co-chòrdadh ri aithisgean roimhe de CHs aliphatic/aromatic ann am mìrean Ryugu air an sealltainn le MicroOmega, miocroscop hipear-spectral faisg air infridhearg. Is e ceist chudromach agus gun fhuasgladh a bheil na feartan sònraichte de choimeasgaidhean organach aliphatic beairteach ann an gualain co-cheangailte ri phyllosilicates garbh-ghràin a chaidh fhaicinn san sgrùdadh seo rim faighinn a-mhàin air an asteroid Ryugu.
a, speactram gualain NEXAFS air a cho-chothromachadh gu 292 eV anns an roinn bheairteach aramatach (C=C) (dearg), anns an roinn bheairteach aliphatic (uaine), agus anns a’ mhaitris (gorm). Is e an loidhne ghlas an speactram organach neo-sholabailte Murchison 13 airson coimeas. au, aonad rèiteachaidh. b, Ìomhaigh speactram microscopaidh X-ghath tar-chuir sganaidh (STXM) de oir K gualain a’ sealltainn gu bheil an earrann air a riaghladh le gualain. c, Plota co-dhèanta RGB le roinnean bheairteach aramatach (C=C) (dearg), roinnean bheairteach aliphatic (uaine), agus maitrís (gorm). d, tha stuthan organach beairteach ann an todhar aliphatic dùmhail ann am phyllosilicate garbh-ghràin, tha an raon air a mheudachadh bho na bogsaichean geala dotaichte ann am b agus c. e, nanospheres mòra (ng-1) anns an raon air a mheudachadh bhon bhogsa geal dotaichte ann am b agus c. Airson: pyrrhotite. Pn: nicil-chromite. f, Speictreamadaireachd Tomad Ion Àrd-sgoile Nanosgèile (NanoSIMS), ìomhaighean eileamaideach Haidridean (1H), Gualain (12C), agus Naitridean (12C14N), ìomhaighean co-mheas eileamaid 12C/1H, agus ìomhaighean isotop crois δD, δ13C, agus δ15N – Earrann PG-1: grafait ro-grèine le beairteachadh 13C anabarrach (Clàr Taiceil 4).
Faodaidh sgrùdaidhean cineatach air lobhadh stuth organach ann am meataoran Murchison fiosrachadh cudromach a thoirt seachad mu sgaoileadh neo-aonghnèitheach stuth organach aliphatic beairteach ann an gràinean Ryugu. Tha an sgrùdadh seo a’ sealltainn gu bheil ceanglaichean CH aliphatic ann an stuth organach a’ mairsinn suas gu teòthachd as àirde de mu 30°C aig a’ phàrant agus/no ag atharrachadh le dàimhean ùine-teòthachd (me 200 bliadhna aig 100°C agus 0°C 100 millean bliadhna). Mura tèid an ro-ruithear a theasachadh aig teòthachd sònraichte airson barrachd air ùine shònraichte, faodar an sgaoileadh tùsail de stuthan organach aliphatic beairteach ann am phyllosilicate a ghleidheadh. Ach, faodaidh atharrachaidhean uisge creige tùsail an eadar-mhìneachadh seo a dhèanamh nas iom-fhillte, leis nach eil A0037 beairteach ann an carbonat a’ sealltainn roinnean aliphatic beairteach ann an carbon sam bith co-cheangailte ri phyllosilicates. Tha an t-atharrachadh teòthachd ìosal seo a’ freagairt gu garbh ri làthaireachd feldspar ciùbach ann an gràinean Ryugu (Clàr Taiceil 1) 20.
Tha nanosfèar mòr ann am bloigh C0068.25 (ng-1; Figearan 3a–c,e) a’ sealltainn speactraman fìor chùbhraidh (no C=C), meadhanach ailfatach, agus lag de C(=O)O agus C=O. . Chan eil ainm-sgrìobhte a’ charboin ailfatach a’ freagairt ri ainm-sgrìobhte stuthan organach neo-sholabailte mòr agus nanosfèaran organach co-cheangailte ri chondrites (Figear 3a) 17,21. Sheall mion-sgrùdadh speactroscopach Raman agus infridhearg air nanosfèaran ann an Loch Tagish gu bheil iad air an dèanamh suas de choimeasgaidhean organach ailfatach agus ocsaidichte agus todhar organach aramatach polycyclic neo-òrdail le structar iom-fhillte 22,23. Leis gu bheil stuthan organach beairteach ann an todhar ailfatach anns a’ mhaitris mun cuairt, is dòcha gur e artifact anailis a th’ ann an ainm-sgrìobhte a’ charboin ailfatach ann an ng-1. Gu inntinneach, tha silicates neo-chruthach leabaithe ann an ng-1 (Figear 3e), inneach nach deach aithris fhathast airson stuthan organach taobh a-muigh na talmhainn. Dh’fhaodadh silicates neo-chruthach a bhith nan co-phàirtean nàdarra de ng-1 no dh’fhaodadh iad a bhith mar thoradh air neo-chruthachadh silicates uisgeach/neo-uisgeach le gath ian agus/no dealanach rè anailis.
Tha ìomhaighean ian NanoSIMS den earrann C0068.25 (Figear 3f) a’ sealltainn atharrachaidhean èideadh ann an δ13C agus δ15N, ach a-mhàin airson gràinean ro-grèine le beairteachadh 13C mòr de 30,811‰ (PG-1 san ìomhaigh δ13C ann am Figear 3f) (Clàr a bharrachd 4). Chan eil ìomhaighean gràin bunasach X-ghath agus ìomhaighean TEM àrd-rèiteachaidh a’ sealltainn ach dùmhlachd a’ charboin agus an astar eadar na plèanaichean bunaiteach de 0.3 nm, a tha a’ freagairt ri grafait. Is fhiach a thoirt fa-near gu bheil luachan δD (841 ± 394‰) agus δ15N (169 ± 95‰), air an beairteachadh ann an stuth organach aliphatic co-cheangailte ri phyllosilicates garbh-ghràin, beagan nas àirde na a’ chuibheasachd airson na sgìre C gu lèir (δD = 528 ± 139‰). ‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) ann an C0068.25 (Clàr Leasach 4). Tha an amharc seo a’ moladh gum faodadh na stuthan organach beairteach ann an aliphatic ann am phyllosilicates garbh-ghràin a bhith nas prìomhadaiche na na stuthan organach mun cuairt, leis gum faodadh an tè mu dheireadh a bhith air iomlaid isotopic fhaighinn leis an uisge mun cuairt anns a’ chiad bhodhaig. Air an làimh eile, dh’ fhaodadh na h-atharrachaidhean isotopic seo a bhith co-cheangailte ris a’ phròiseas cruthachaidh tùsail cuideachd. Thathas ag eadar-mhìneachadh gun deach silicates sreathanach mìn-ghràin ann an chondrites CI a chruthachadh mar thoradh air atharrachadh leantainneach air na cruinneachaidhean silicate gun uisge garbh-ghràin tùsail. Dh’ fhaodadh stuth organach beairteach ann an aliphatic a bhith air a chruthachadh bho mholacilean ro-ruithear anns an diosc protoplanetary no meadhan eadar-rionnagach mus deach siostam na grèine a chruthachadh, agus an uairsin chaidh an atharrachadh beagan rè atharrachaidhean uisge a’ chuirp phàrant Ryugu (mòr). Tha meud (<1.0 km) Ryugu ro bheag airson teas a-staigh a chumail suas gu leòr airson atharrachadh uisgeach gus mèinnirean uisgeach a chruthachadh25. Tha meud (<1.0 km) Ryugu ro bheag airson teas a-staigh gu leòr a chumail suas airson atharrachadh uisgeach gus mèinnirean uisgeach a chruthachadh25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водномои obrazovaniem vodnykh mineralov25. Meud (<1.0 km) Tha Ryugu ro bheag airson teas a-staigh gu leòr a chumail suas airson atharrachadh uisge gus mèinnirean uisge a chruthachadh25. Ryugu 的尺寸（<1.0 公里） 太小, 不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含洏维 Ryugu 的尺寸（<1.0 公里） 太小, 不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含洏维 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для измения воды с обемо mèinn 25. Tha meud Ryugu (<1.0 km) ro bheag airson teas a-staigh a chumail suas gus uisge atharrachadh gu mèinnirean uisge a chruthachadh25.Mar sin, is dòcha gum bi feum air ro-ruithearan Ryugu deichean de chilemeatairean ann am meud. Dh’ fhaodadh gum bi co-mheasan isotop tùsail nan stuthan organach beairteach ann an todhar aliphatic aca air sgàth ceangal ri phyllosilicates garbh-ghràin. Ach, chan eil nàdar mionaideach nan giùlan trom isotopic cinnteach fhathast air sgàth measgachadh iom-fhillte agus fìnealta nan diofar phàirtean anns na bloighean FIB seo. Faodaidh iad sin a bhith nan stuthan organach beairteach ann an todhar aliphatic ann an gràinneagan Ryugu no phyllosilicates garbh mun cuairt orra. Thoir an aire gu bheil stuth organach anns cha mhòr a h-uile chondrite carbonaceous (a’ gabhail a-steach chondrites CI) buailteach a bhith nas beairtiche ann an D na ann am phyllosilicates, ach a-mhàin meteorites CM Paris 24, 26.
Plotaichean de mheud δD agus δ15N de shliseagan FIB a fhuaireadh airson A0002.23 agus A0002.26, A0037.22 agus A0037.23 agus C0068.23, C0068.25 agus C0068.26 sliseagan FIB (seachd sliseagan FIB gu h-iomlan bho thrì mìrean Ryugu) Tha coimeas eadar NanoSIMS agus nithean eile den t-siostam grèine air a shealltainn ann am figear 4 (Clàr a bharrachd 4)27,28. Tha atharrachaidhean meud ann an δD agus δ15N anns na pròifilean A0002, A0037, agus C0068 a rèir an fheadhainn anns an IDP, ach nas àirde na anns na chondrites CM agus CI (Figear 4). Thoir an aire gu bheil raon nan luachan δD airson sampall Comet 29 (-240 gu 1655‰) nas motha na raon Ryugu. Tha na tomhas-lìonaidhean δD agus δ15N de phròifilean Ryukyu, mar riaghailt, nas lugha na a’ chuibheasachd airson comadaidhean den teaghlach Jupiter agus neul Oort (Figear 4). Dh’ fhaodadh na luachan δD nas ìsle de na chondrites CI buaidh truailleadh talmhaidh a nochdadh anns na sampallan seo. Leis na rudan coltach eadar Bells, Loch Tagish, agus IDP, dh’ fhaodadh an neo-chunbhalachd mhòr ann an luachan δD agus δN ann am mìrean Ryugu atharrachaidhean a nochdadh anns na comharran isotopach tùsail de cho-dhèanamh organach is uisgeach anns an t-siostam grèine tràth. Tha na h-atharrachaidhean isotopach coltach ri chèile ann an δD agus δN ann am mìrean Ryugu agus IDP a’ moladh gum faodadh an dà chuid a bhith air an cruthachadh bho stuth bhon aon stòr. Thathas a’ creidsinn gu bheil IDPn a’ tighinn bho thùsan comadach 14. Mar sin, dh’ fhaodadh stuth coltach ri comadaidhean agus/no co-dhiù an siostam grèine a-muigh a bhith ann an Ryugu. Ach, dh’ fhaodadh seo a bhith nas duilghe na tha sinn ag ràdh an seo air sgàth (1) measgachadh uisge sfèarach agus uisge beairteach ann an D air a’ phrìomh bhodhaig 31 agus (2) co-mheas D/H a’ chomaid mar ghnìomh de ghnìomhachd chomaideach 32. Ach, chan eil na h-adhbharan airson an neo-chunbhalachd a chithear ann an isotopan haidridean is naitridean ann am mìrean Ryugu air an tuigsinn gu h-iomlan, gu ìre air sgàth an àireamh chuingealaichte de mhion-sgrùdaidhean a tha rim faighinn an-diugh. Tha toraidhean shiostaman isotop haidridean is naitridean fhathast a’ togail a’ chomas gu bheil a’ mhòr-chuid den stuth bho thaobh a-muigh Siostam na Grèine ann an Ryugu agus mar sin dh’ fhaodadh e beagan coltachd a nochdadh ri comaidean. Cha do sheall pròifil Ryugu co-dhàimh follaiseach sam bith eadar δ13C agus δ15N (Clàr a bharrachd 4).
Tha co-dhèanamh isotopach iomlan H agus N de ghràineanan Ryugu (cearcaill dhearga: A0002, A0037; cearcaill ghorm: C0068) co-cheangailte ri meud grèine 27, teaghlach meadhanach Jupiter (JFC27), agus comaidean sgòthan Oort (OCC27), IDP28, agus chondrulan gualaineach. Coimeas eadar meteorite 27 (CI, CM, CR, C2-ung). Tha an co-dhèanamh isotopach air a thoirt seachad ann an Clàr a bharrachd 4. Is iad na loidhnichean dotaichte luachan isotopach talmhaidh airson H agus N.
Tha còmhdhail stuthan luaineach (me stuth organach agus uisge) chun na Talmhainn fhathast na adhbhar dragh26,27,33. Dh’ fhaodadh stuth organach fo-mhicron co-cheangailte ri phyllosilicates garbh ann am mìrean Ryugu a chaidh an comharrachadh san sgrùdadh seo a bhith na thùs cudromach de stuthan luaineach. Tha stuth organach ann am phyllosilicates garbh-ghràin air a dhìon nas fheàrr bho bhith air a mhilleadh16,34 agus air a lobhadh35 na stuth organach ann am matrices mìn-ghràin. Tha an co-dhèanamh isotopic nas truime de haidridean anns na mìrean a’ ciallachadh nach eil e coltach gur iadsan an aon thùs de stuthan luaineach a chaidh a ghiùlan chun na Talmhainn tràth. Faodar an measgachadh le co-phàirtean le co-dhèanamh isotopic haidridean nas aotroime, mar a chaidh a mholadh o chionn ghoirid anns a’ bharail mu làthaireachd uisge air a stiùireadh leis a’ ghaoth grèine ann an silicates.
Anns an sgrùdadh seo, tha sinn a’ sealltainn, a dh’aindeoin cho cudromach sa tha iad ann an geo-cheimigean CI mar riochdairean air co-dhèanamh iomlan siostam na grèine,6,10, gu bheil sampallan air an truailleadh air an talamh. Tha sinn cuideachd a’ toirt seachad fianais dhìreach airson eadar-obrachaidhean eadar stuth organach aliphatic beairteach agus mèinnirean uisgeach faisg air làimh agus a’ moladh gum faodadh stuth taobh a-muigh na grèine a bhith ann an Ryugu37. Tha toraidhean an sgrùdaidh seo a’ sealltainn gu soilleir cho cudromach sa tha samplachadh dìreach de protoasteroids agus an fheum air sampallan a thèid a thilleadh a ghiùlan fo chumhachan gu tur neo-ghnìomhach agus sterile. Tha an fhianais a tha air a thaisbeanadh an seo a’ sealltainn gu bheil gràineanan Ryugu gun teagamh mar aon de na stuthan siostam grèine as neo-thruaillte a tha rim faighinn airson rannsachadh obair-lann, agus gun teagamh leudaichidh tuilleadh sgrùdaidh air na sampallan luachmhor seo ar tuigse air pròiseasan tràth siostam na grèine. Is iad gràineanan Ryugu an riochdachadh as fheàrr de cho-dhèanamh iomlan siostam na grèine.
Gus microstructar iom-fhillte agus feartan ceimigeach shampaill fo-mhicron a dhearbhadh, chleachd sinn tomagrafaireachd coimpiutaichte stèidhichte air rèididheachd synchrotron (SR-XCT) agus diffraction X-ray SR (XRD)-CT, mion-sgrùdadh FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM. Gun chrìonadh, truailleadh mar thoradh air àile na talmhainn, agus gun mhilleadh bho ghràineanan mìne no sampallan meacanaigeach. Aig an aon àm, tha sinn air mion-sgrùdadh toirt-mheudach siostamach a dhèanamh a’ cleachdadh microscopaidh sganaidh dealanach (SEM)-EDS, EPMA, XRD, mion-sgrùdadh gnìomhachaidh neodron ionnsramaid (INAA), agus uidheamachd fluorination isotope ocsaidean leusair. Tha na modhan-obrach dearbhaidh air an sealltainn ann am Figear Taice 3 agus tha gach deuchainn air a mhìneachadh anns na h-earrannan a leanas.
Chaidh mìrean bhon asteroid Ryugu fhaighinn air ais bhon mhodal ath-inntrigidh Hayabusa-2 agus an lìbhrigeadh gu Ionad Smachd JAXA ann an Sagamihara, Iapan, gun àile na Talmhainn a thruailleadh4. Às dèidh comharrachadh tùsail agus neo-sgriosail aig goireas fo stiùireadh JAXA, cleachd soithichean gluasaid eadar-làraich a ghabhas seuladh agus pocannan capsal sampall (criostal sapphire 10 no 15 mm ann an trast-thomhas agus stàilinn gun smal, a rèir meud an t-sampall) gus casg a chuir air bacadh àrainneachdail. truailleadh àrainneachd agus/no talmhainn (me ceò uisge, hydrocarbons, gasaichean àile agus mìrean mìne) agus tar-thruailleadh eadar sampallan rè ullachadh sampallan agus còmhdhail eadar institiudan agus oilthighean38. Gus casg a chur air crìonadh agus truailleadh mar thoradh air eadar-obrachadh le àile na talmhainn (smùid uisge agus ogsaidean), chaidh a h-uile seòrsa ullachadh sampall (a’ gabhail a-steach sgoltadh le siosar tantalum, a’ cleachdadh sàbh uèir daoimean cothromach (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) agus gearradh epoxy) ullachadh airson an stàladh) a dhèanamh ann am bogsa-gloinean fo N2 tioram glan (puing drùchd: -80 gu -60 °C, O2 ~50-100 ppm). Tha a h-uile nì a thathar a’ cleachdadh an seo air a ghlanadh le measgachadh de dh’uisge fìor-ghlan agus ethanol a’ cleachdadh tonnan ultrasonach de dhiofar triceadan.
An seo, bidh sinn a’ sgrùdadh cruinneachadh mheteoritean Institiud Nàiseanta Rannsachaidh Pòla (NIPR) aig Ionad Rannsachaidh Mheiteoritean na h-Antartaig (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 agus CY: Y 980115).
Airson gluasad eadar ionnstramaidean airson mion-sgrùdadh SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS agus TEM, chleachd sinn an neach-gleidhidh sampall tana uile-choitcheann a chaidh a mhìneachadh ann an sgrùdaidhean roimhe38.
Chaidh mion-sgrùdadh SR-XCT air sampallan Ryugu a dhèanamh a’ cleachdadh siostam CT amalaichte BL20XU/SPring-8. Tha diofar mhodhan tomhais anns an t-siostam CT amalaichte: modh raon seallaidh farsaing agus modh rùn ìosal (WL) gus structar iomlan an t-sampall a ghlacadh, modh raon seallaidh cumhang agus modh rùn àrd (NH) airson tomhas ceart air farsaingeachd an t-sampall. ùidh agus rèidiografairean gus pàtran diffraction fhaighinn de mheud an t-sampall, agus XRD-CT a dhèanamh gus diagram 2D ​​fhaighinn de na h-ìrean mèinnearach plèana còmhnard san sampall. Thoir an aire gum faodar a h-uile tomhas a dhèanamh gun a bhith a’ cleachdadh an t-siostam togte gus an neach-gleidhidh sampall a thoirt air falbh bhon bhunait, a’ leigeil le tomhasan CT agus XRD-CT ceart. Bha camara leth-sheoltaiche meatailt-ogsaid-meatailt (CMOS) 4608 × 4608 piogsail a bharrachd (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) aig an lorgaire ghathan-X modh WL (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) le rùn-sgaoilidh air a dhèanamh suas de 10 criostal singilte garnet alùmanum lutetium de thighead µm (Lu3Al5O12:Ce) agus lionsa sealaidheachd. Tha meud a’ phiotsail ann am modh WL mu 0.848 µm. Mar sin, tha an raon seallaidh (FOV) ann am modh WL mu 6 mm ann am modh CT offset. Bha an lorgaire ghathan-X modh NH (BM AA50; Hamamatsu Photonics) air a uidheamachadh le rùn-sgaoilidh gadolinium-alùmanum-gallium garnet (Gd3Al2Ga3O12) 20 µm de thighead, camara CMOS (C11440-22CU) le rùn de 2048 × 2048 piogsail; Hamamatsu Photonics) agus lionsa ×20. Tha meud a’ phiotsailean ann am modh NH ~0.25 µm agus tha an raon-seallaidh ~0.5 mm. Bha an lorgaire airson modh XRD (BM AA60; Hamamatsu Photonics) uidheamaichte le scintillator anns a bheil scrion pùdair P43 (Gd2O2S:Tb) 50 µm de thighead, camara CMOS le rùn 2304 × 2304 piogsail (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) agus lionsa ath-shealaidh. Tha meud piogsail èifeachdach de 19.05 µm aig an lorgaire agus raon-seallaidh de 43.9 mm2. Gus an FOV a mheudachadh, chuir sinn modh-obrach CT co-shìnte an sàs ann am modh WL. Tha an ìomhaigh solais tar-chuir airson ath-thogail CT air a dhèanamh suas de ìomhaigh anns an raon 180° gu 360° air a nochdadh gu còmhnard timcheall air ais an rothlaidh, agus ìomhaigh anns an raon 0° gu 180°.
Ann am modh XRD, tha beam nan X-ghathannan air a chuimseachadh le truinnsear crios Fresnel. Anns a’ mhodh seo, tha an lorgaire air a chur 110 mm air cùl an t-sampall agus tha stad a’ ghatha 3 mm air thoiseach air an lorgaire. Fhuaireadh ìomhaighean diffraction anns an raon 2θ bho 1.43° gu 18.00° (raon greata d = 16.6–1.32 Å) leis a’ phuing X-ghathannan air a chuimseachadh aig bonn raon-seallaidh an lorgaire. Bidh an sampall a’ gluasad gu dìreach aig amannan cunbhalach, le leth-thionndadh airson gach ceum sganaidh dìreach. Ma choinnicheas na mìrean mèinnearach ri cumha Bragg nuair a thèid an rothlachadh 180°, tha e comasach diffraction fhaighinn de na mìrean mèinnearach anns a’ phlèana chòmhnard. Chaidh na h-ìomhaighean diffraction an uairsin a chur còmhla ann an aon ìomhaigh airson gach ceum sganaidh dìreach. Tha na cumhaichean deuchainn SR-XRD-CT cha mhòr an aon rud ris an fheadhainn airson deuchainn SR-XRD. Ann am modh XRD-CT, tha an lorgaire air a shuidheachadh 69 mm air cùl an t-sampall. Tha ìomhaighean difraction anns an raon 2θ a’ dol bho 1.2° gu 17.68° (d = 19.73 gu 1.35 Å), far a bheil an dà chuid beam an X-ghath agus an cuingealaiche beam a rèir meadhan raon-seallaidh an lorgaire. Sgan an sampall gu còmhnard agus tionndaidh an sampall 180°. Chaidh na h-ìomhaighean SR-XRD-CT ath-thogail le dian mèinnearach as àirde mar luachan piogsail. Le sganadh còmhnard, mar as trice thèid an sampall a sganadh ann an ceumannan 500–1000.
Airson a h-uile deuchainn, chaidh lùth nan ghathan-X a shuidheachadh aig 30 keV, leis gur e seo an ìre as ìsle de threòrachadh ghathan-X a-steach do mheataoraidean le trast-thomhas de mu 6 mm. B’ e 1800 an àireamh de dhealbhan a chaidh fhaighinn airson a h-uile tomhas CT rè rothlachd 180° (3600 airson a’ phrògram CT le cothromachadh), agus b’ e 100 ms an ùine nochdaidh airson nan ìomhaighean airson modh WL, 300 ms airson modh NH, 500 ms airson XRD, agus 50 ms . ms airson XRD-CT ms. Is e an ùine sganaidh sampall àbhaisteach mu 10 mionaidean ann am modh WL, 15 mionaidean ann am modh NH, 3 uairean a thìde airson XRD, agus 8 uairean a thìde airson SR-XRD-CT.
Chaidh ìomhaighean CT ath-thogail le cùl-mheasadh convolutional agus chaidh an gnàthachadh airson co-èifeachd lagachaidh loidhneach bho 0 gu 80 cm-1. Chaidh am bathar-bog Slice a chleachdadh gus an dàta 3D a sgrùdadh agus chaidh am bathar-bog muXRD a chleachdadh gus an dàta XRD a sgrùdadh.
Chaidh gràineanan Ryugu stèidhichte le epoxy (A0029, A0037, C0009, C0014 agus C0068) a lìomhadh mean air mhean air an uachdar gu ìre film lapaidh daoimean 0.5 µm (3M) fo chumhachan tioram, a’ seachnadh an stuth a bhith a’ tighinn an conaltradh ris an uachdar rè a’ phròiseas lìomhaidh. Chaidh uachdar lìomhaichte gach sampall a sgrùdadh an toiseach le microscopy solais agus an uairsin dealanan sgapte air ais gus ìomhaighean mèinnearachd agus inneach (BSE) fhaighinn de na sampallan agus eileamaidean NIPR càileachdail a’ cleachdadh SEM JEOL JSM-7100F uidheamaichte le dealbh speactrometer sgaoilidh lùtha (AZtec). Airson gach sampall, chaidh susbaint nam prìomh eileamaidean agus na h-eileamaidean beaga a sgrùdadh a’ cleachdadh microanailisiche probe dealanach (EPMA, JEOL JXA-8200). Dèan mion-sgrùdadh air gràineanan phyllosilicate agus carbonate aig 5 nA, inbhean nàdarra agus synthetigeach aig 15 keV, sulfides, magnetite, olivine, agus pyroxene aig 30 nA. Chaidh ìrean modal obrachadh a-mach bho mhapaichean eileamaidean agus ìomhaighean BSE a’ cleachdadh bathar-bog ImageJ 1.53 le stairsnich iomchaidh air an suidheachadh gu neo-riaghailteach airson gach mèinnear.
Rinneadh mion-sgrùdadh air isotopan ogsaidean aig an Oilthigh Fhosgailte (Milton Keynes, RA) a’ cleachdadh siostam fluaraineachaidh leusair infridhearg. Chaidh sampallan Hayabusa2 a lìbhrigeadh don Oilthigh Fhosgailte 38 ann an soithichean làn naitridein airson an gluasad eadar goireasan.
Chaidh luchdachadh sampall a dhèanamh ann am bogsa miotag naitridein le ìre ocsaidean fo sgrùdadh fo 0.1%. Airson obair anailis Hayabusa2, chaidh neach-gleidhidh sampall Ni ùr a dhèanamh, anns nach robh ach dà tholl sampall (trast-thomhas 2.5 mm, doimhneachd 5 mm), aon airson mìrean Hayabusa2 agus am fear eile airson inbhe a-staigh obsidian. Rè an anailis, chaidh tobar an t-sampall anns an robh an stuth Hayabusa2 a chòmhdach le uinneag BaF2 a-staigh mu 1 mm de thighead agus 3 mm ann an trast-thomhas gus an sampall a chumail rè ath-bhualadh an leusair. Chaidh sruthadh BrF5 chun an t-sampall a chumail suas le seanal measgachadh gas a chaidh a ghearradh ann an neach-gleidhidh sampall Ni. Chaidh seòmar an t-sampall ath-dhealbhadh cuideachd gus an gabhadh a thoirt a-mach às an loidhne fluorination falamh agus an uairsin fhosgladh ann am bogsa miotag làn naitridein. Chaidh an seòmar dà-phìos a sheulachadh le ròn teannachaidh gasgaidean copair agus clamp slabhraidh EVAC Quick Release CeFIX 38. Leigidh uinneag BaF2 3 mm de thighead air mullach an t-seòmair le bhith a’ coimhead air an sampall agus teasachadh leusair aig an aon àm. Às deidh dhut an sampall a luchdachadh, clamp an seòmar a-rithist agus ath-cheangail ris an loidhne fluorinated. Mus deach an sgrùdadh a dhèanamh, chaidh seòmar an t-sampall a theasachadh fo fhalamh gu timcheall air 95°C thar oidhche gus taiseachd sam bith a chaidh a shùghadh a thoirt air falbh. Às dèidh a theasachadh thar oidhche, chaidh leigeil leis an t-seòmar fuarachadh gu teòthachd an t-seòmair agus an uairsin chaidh am pàirt a bha fosgailte don àile rè gluasad an t-sampall a ghlanadh le trì cuibhreannan de BrF5 gus taiseachd a thoirt air falbh. Tha na modhan-obrach seo a’ dèanamh cinnteach nach bi an sampall Hayabusa 2 fosgailte don àile agus nach eil e air a thruailleadh le taiseachd bhon phàirt den loidhne fhluarain a thèid a leigeil a-mach don àile rè luchdachadh an t-sampall.
Chaidh sampallan mìrean Ryugu C0014-4 agus Orgueil (CI) a sgrùdadh ann am modh “singilte” atharraichte42, agus chaidh mion-sgrùdadh Y-82162 (CY) a dhèanamh air aon treidhe le iomadh tobar sampall41. Air sgàth an co-dhèanamh gun uisge, chan eil e riatanach aon dhòigh a chleachdadh airson chondrites CY. Chaidh na sampallan a theasachadh le bhith a’ cleachdadh laser CO2 infridhearg Photon Machines Inc. cumhachd 50 W (10.6 µm) air a chuir air gantry XYZ an làthair BrF5. Bidh an siostam bhidio togte a’ cumail sùil air cùrsa an ath-bhualadh. Às deidh fluorination, chaidh an O2 a chaidh a shaoradh a sgrìobadh le bhith a’ cleachdadh dà ribe naitridean criogenach agus leabaidh teasachaidh de KBr gus cus fluorine sam bith a thoirt air falbh. Chaidh co-dhèanamh isotopic ocsaidean glan a sgrùdadh air speactrometer mais dà-sianal Thermo Fisher MAT 253 le rùn mais de mu 200.
Ann an cuid de chùisean, bha an ìre de O2 gasach a chaidh a leigeil ma sgaoil rè ath-bhualadh an t-sampall nas lugha na 140 µg, agus is e sin an ìre as àirde a ghabhas cleachdadh nuair a thathar a’ cleachdadh an inneal builg air an speactrometer mais MAT 253. Anns na cùisean sin, cleachd meanbh-thomhaisean airson mion-sgrùdadh. Às dèidh mion-sgrùdadh a dhèanamh air na gràineanan Hayabusa2, chaidh an inbhe a-staigh obsidian a fhluaraineachadh agus chaidh co-dhèanamh isotope ocsaidean a dhearbhadh.
Bidh ianan den phìos NF+ NF3+ a’ cur bacadh air a’ ghath le mais 33 (16O17O). Gus an duilgheadas a dh’fhaodadh a bhith ann a sheachnadh, thèid a’ mhòr-chuid de shamhlaichean a phròiseasadh le bhith a’ cleachdadh modhan dealachaidh criogenach. Faodar seo a dhèanamh san t-slighe air adhart mus tèid an sgrùdadh MAT 253 a dhèanamh no mar dhàrna sgrùdadh le bhith a’ tilleadh a’ ghasa a chaidh a sgrùdadh air ais chun chriathar moileciuil sònraichte agus ga thoirt a-rithist às deidh an dealachaidh criogenach. Tha dealachadh criogenach a’ toirt a-steach a bhith a’ toirt gas gu criathar moileciuil aig teòthachd naitridean leaghaidh agus an uairsin ga leigeil a-steach do phrìomh chriathar moileciuil aig teòthachd -130°C. Tha deuchainnean farsaing air sealltainn gu bheil NF+ fhathast air a’ chiad chriathar moileciuil agus nach eil roinneadh mòr sam bith a’ tachairt leis an dòigh seo.
Stèidhichte air mion-sgrùdaidhean a-rithist is a-rithist air na h-inbhean obsidian a-staigh againn, is e cruinneas iomlan an t-siostaim ann am modh builg: ±0.053‰ airson δ17O, ±0.095‰ airson δ18O, ±0.018‰ airson Δ17O (2 sd). Tha mion-sgrùdadh isotope ocsaidean air a thoirt seachad anns an nota delta àbhaisteach, far a bheil delta18O air a thomhas mar:
Cleachd an co-mheas 17O/16O airson δ17O cuideachd. ’S e VSMOW an inbhe eadar-nàiseanta airson Inbhe Meadhanach Uisge Mara Vienna. Tha Δ17O a’ riochdachadh an diall bhon loidhne roinneadh talmhainn, agus is e am foirmle àireamhachaidh: Δ17O = δ17O – 0.52 × δ18O. Chaidh beàrn atharrachadh a dhèanamh air a h-uile dàta a tha air a thaisbeanadh ann an Clàr Taiceil 3.
Chaidh earrannan mu 150 gu 200 nm de thighead a thoirt a-mach à gràineanan Ryugu a’ cleachdadh inneal Hitachi High Tech SMI4050 FIB aig JAMSTEC, Kochi Core Sampling Institute. Thoir an aire gun deach na h-earrannan FIB uile fhaighinn air ais bho phìosan neo-phròiseasaichte de ghràinean neo-phròiseasaichte às deidh dhaibh a bhith air an toirt a-mach à soithichean làn gas N2 airson gluasad eadar nithean. Cha deach na pìosan seo a thomhas le SR-CT, ach chaidh an giullachd le glè bheag de nochdadh do àile na talmhainn gus casg a chuir air milleadh agus truailleadh a dh’ fhaodadh buaidh a thoirt air speactram oir-K a’ charboin. Às deidh tasgadh sreath dìon tungsten, chaidh an roinn ùidh (suas ri 25 × 25 μm2) a ghearradh agus a tanachadh le beam ian Ga+ aig bholtaids luathachaidh de 30 kV, an uairsin aig 5 kV agus sruth probe de 40 pA gus milleadh uachdar a lughdachadh. Chaidh na h-earrannan ultrathin an uairsin a chuir air mogal copair leudaichte (mogall Kochi) 39 a’ cleachdadh micromanipulator uidheamaichte le FIB.
Chaidh peileagan Ryugu A0098 (1.6303mg) agus C0068 (0.6483mg) a sheulachadh dà uair ann an siotaichean polyethylene fìor-ghlan àrd-ghlanachd ann am bogsa miotag làn naitridean fìor-ghlan air an SPring-8 gun eadar-obrachadh sam bith le àile na talmhainn. Chaidh ullachadh sampall airson JB-1 (creag fiosrachaidh geòlais a chaidh fhoillseachadh le Suirbhidh Geòlais Iapan) a dhèanamh aig Oilthigh Metropolitan Tokyo.
Tha INAA air a chumail aig an Institiud airson Saidheansan Rèididheachd is Niùclasach Amalaichte, Oilthigh Kyoto. Chaidh na sampallan a rèididheachd dà uair le diofar chearcallan rèididheachd a chaidh a thaghadh a rèir leth-bheatha an niùclid a chaidh a chleachdadh airson tomhas eileamaid. An toiseach, chaidh an sampall a rèididheachd ann an tiùb rèididheachd niùmatach airson 30 diogan. Tha sruthan niùtronan teirmeach is luath ann am figear 3 4.6 × 1012 agus 9.6 × 1011 cm-2 s-1, fa leth, airson susbaint Mg, Al, Ca, Ti, V agus Mn a dhearbhadh. Chaidh ceimigean leithid MgO (99.99% purrachd, Soekawa Chemical), Al (99.9% purrachd, Soekawa Chemical), agus meatailt Si (99.999% purrachd, FUJIFILM Wako Pure Chemical) a rèididheachd cuideachd gus ceartachadh airson ath-bheachdan niùclasach eadar-theachd leithid (n, n). Chaidh an sampall a rèididheachd le clòraid sodium (glanachd 99.99%; MANAC) cuideachd gus atharrachaidhean ann an sruthadh neodron a cheartachadh.
Às dèidh rèididheachd neodron, chaidh an duilleag polyethylene a-muigh a chur na àite le fear ùr, agus chaidh an rèididheachd gamma a chaidh a sgaoileadh leis an sampall agus an iomradh a thomhas sa bhad le lorgaire Ge. Chaidh na h-aon sampallan ath-rèididheachd airson 4 uairean a thìde ann an tiùb rèididheachd niùmatach. Tha sruthan neodron teirmeach is luath aig 2 de 5.6 1012 agus 1.2 1012 cm-2 s-1, fa leth, airson Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Susbaint Se, Sb, Os, Ir agus Au a dhearbhadh. Chaidh sampallan smachd de Ga, As, Se, Sb, Os, Ir, agus Au a rèididheachd le bhith a’ cur meudan iomchaidh (bho 10 gu 50 μg) de fhuasglaidhean àbhaisteach de cho-chruinneachaidhean aithnichte de na h-eileamaidean sin air dà phìos pàipear sìoltachain, agus an uairsin rèididheachd nan sampallan. Chaidh an cunntadh ghathan gamma a dhèanamh aig Institiud nan Saidheansan Rèididheachd is Niùclasach Amalaichte, Oilthigh Kyoto agus Ionad Rannsachaidh RI, Oilthigh Metropolitan Tokyo. Tha na modhan-obrach anailis agus na stuthan fiosrachaidh airson dearbhadh cainneachdail eileamaidean INAA mar an ceudna ris an fheadhainn a chaidh a mhìneachadh san obair roimhe againn.
Chaidh diffractometer X-ghath (Rigaku SmartLab) a chleachdadh gus pàtrain diffraction nan sampallan Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) agus C0087 (<1 mg) a chruinneachadh aig NIPR. Chaidh diffractometer X-ghath (Rigaku SmartLab) a chleachdadh gus pàtrain diffraction nan sampallan Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) agus C0087 (<1 mg) a chruinneachadh aig NIPR. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин образцов Ryugu A0039 (<0 1 ) C0087 (<1 мг) ann an NIPR. Chaidh diffractometer X-ghath (Rigaku SmartLab) a chleachdadh gus pàtrain diffraction de shampaill Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg), agus C0087 (<1 mg) a chruinneachadh ann an NIPR.使 用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收 集 Ryugu 样 品A0029 (<1 mg) 、 A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 的 和使 用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收 集 Ryugu 样 品A0029 (<1 mg) 、 A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 的 和 Дифрактограммы образцов Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) agus C0087 (<1 мг) были получены в NIPR с испольмгоно дифрактометра (Rigaku SmartLab). Chaidh pàtrain diffraction X-ghath de shampaill Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) agus C0087 (<1 mg) fhaighinn aig NIPR a’ cleachdadh diffractometer X-ghath (Rigaku SmartLab).Chaidh na sampallan uile a bleith gu bhith nan pùdar mìn air uaifear silicon neo-mheòrachail a’ cleachdadh truinnsear glainne sapphire agus an uairsin gan sgaoileadh gu cothromach air an uaifear silicon neo-mheòrachail gun leaghan sam bith (uisge no deoch làidir). Seo na cumhaichean tomhais: Tha rèididheachd X-ghathan Cu Kα air a chruthachadh aig bholtaids tiùba de 40 kV agus sruth tiùba de 40 mA, tha fad an t-sliseag chrìochnaichte 10 mm, tha ceàrn an sgaradh (1/6) °, tha an astar rothlaidh sa phlèana 20 rpm, agus tha an raon 2θ (ceàrn Bragg dùbailte) 3-100 ° agus bheir e timcheall air 28 uairean airson a sgrùdadh. Chaidh optaigs Bragg Brentano a chleachdadh. Tha an lorgaire na lorgaire leth-chonnsachaidh silicon aon-thaobhach (D/teX Ultra 250). Chaidh X-ghathan de Cu Kβ a thoirt air falbh a’ cleachdadh criathrag Ni. A’ cleachdadh shampaill a bha rim faighinn, chaidh coimeas a dhèanamh eadar tomhasan de saponite magnesian synthetigeach (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentine (serpentine duille, Miyazu, Nikka) agus pyrrhotite (monoclinic 4C, Chihua, Mexico Watts) gus mullaichean a chomharrachadh agus dàta diffraction dàta faidhle pùdar bhon Ionad Eadar-nàiseanta airson Dàta Diffraction, dolomite (PDF 01-071-1662) agus magnetite (PDF 00-019-0629) a chleachdadh. Chaidh dàta diffraction bho Ryugu a choimeas cuideachd ri dàta air chondrites carbonaceous hydro-atharraichte, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4, agus Y 980115 CY (ìre teasachaidh III, 500–750°C). Sheall an coimeas coltachdan ri Orgueil, ach chan ann ri Y-791198 agus Y 980115.
Chaidh speactraman NEXAFS le oir gualain K de earrannan tana thar-chrith de shamhlaichean air an dèanamh bho FIB a thomhas a’ cleachdadh seanail STXM BL4U aig goireas sioncrotron UVSOR aig Institiud nan Saidheansan Moileciuil (Okazaki, Iapan). Tha meud spot beam le fòcas optaigeach le truinnsear crios Fresnel timcheall air 50 nm. Tha an ceum lùtha 0.1 eV airson structar grinn na roinne oir faisg air làimh (283.6–292.0 eV) agus 0.5 eV (280.0–283.5 eV agus 292.5–300.0 eV) airson aghaidh is cùl nan roinnean. Chaidh an ùine airson gach piogsail ìomhaigh a shuidheachadh gu 2 ms. Às deidh falmhachadh, chaidh seòmar anailis STXM a lìonadh le helium aig cuideam timcheall air 20 mbar. Bidh seo a’ cuideachadh le bhith a’ lughdachadh gluasad teirmeach uidheamachd optigeach X-ghath anns an t-seòmar agus neach-gleidhidh an t-sampall, a bharrachd air milleadh sampall agus/no oxidation a lughdachadh. Chaidh speactraman gualain oir-K NEXAFS a chruthachadh bho dhàta cruachta le bhith a’ cleachdadh bathar-bog aXis2000 agus bathar-bog giollachd dàta STXM seilbhe. Thoir an aire gu bheilear a’ cleachdadh cùis gluasaid an t-sampall agus bogsa nam miotagan gus casg a chuir air oxidation agus truailleadh an t-sampall.
Às dèidh mion-sgrùdadh STXM-NEXAFS, chaidh co-dhèanamh isotopic haidridean, carbon, agus naitridean sliseagan Ryugu FIB a sgrùdadh le bhith a’ cleachdadh ìomhaighean isotopic le JAMSTEC NanoSIMS 50L. Tha prìomh ghath Cs+ fòcasach de mu 2 pA airson mion-sgrùdadh isotopic carbon agus naitridean agus mu 13 pA airson mion-sgrùdadh isotopic haidridean air a rasterachadh thairis air raon de mu 24 × 24 µm2 gu 30 × 30 µm2 air an sampall. Às dèidh ro-spraeadh 3-mionaidean aig sruth prìomh ghath an ìre mhath làidir, chaidh gach mion-sgrùdadh a thòiseachadh às dèidh seasmhachd dian a’ ghath àrd-sgoile. Airson mion-sgrùdadh isotopic carbon agus naitridean, fhuaireadh ìomhaighean de 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– agus 12C15N– aig an aon àm a’ cleachdadh lorg ioma-fhillte seachd dealanach le rùn mais de mu 9000, a tha gu leòr airson na todhar isotopic buntainneach uile a sgaradh. eadar-theachd (ie 12C1H air 13C agus 13C14N air 12C15N). Airson mion-sgrùdadh isotopan haidridein, fhuaireadh ìomhaighean 1H-, 2D- agus 12C- le rùn mais timcheall air 3000 le lorg ioma-fhillte a’ cleachdadh trì iomadachaidh electron. Tha gach mion-sgrùdadh air a dhèanamh suas de 30 ìomhaigh sganail den aon raon, le aon ìomhaigh air a dhèanamh suas de 256 × 256 piogsail airson mion-sgrùdadh isotopan gualain is naitridein agus 128 × 128 piogsail airson mion-sgrùdadh isotopan haidridein. Is e an ùine dàil 3000 µs gach piogsail airson mion-sgrùdadh isotopan gualain is naitridein agus 5000 µs gach piogsail airson mion-sgrùdadh isotopan haidridein. Tha sinn air 1-hydroxybenzotriazole hydrate a chleachdadh mar inbhean isotopan haidridein, gualain agus naitridein gus roinneadh mais ionnsramaideach a chalabrachadh45.
Gus co-dhèanamh isotopach silicon grafait ro-grèine a dhearbhadh ann am pròifil FIB C0068-25, chleachd sinn sia iomadachaidh electron le rùn mais de mu 9000. Tha na h-ìomhaighean air an dèanamh suas de 256 × 256 piogsail le ùine dàil de 3000 µs gach piogsail. Rinn sinn calabrachadh air inneal roinneadh mais a’ cleachdadh uaifearan silicon mar inbhean isotopach haidridean, gualain agus silicon.
Chaidh ìomhaighean isotope a phròiseasadh le bhith a’ cleachdadh bathar-bog ìomhaighean NanoSIMS45 aig NASA. Chaidh an dàta a cheartachadh airson ùine marbh iomadachaidh electron (44 ns) agus buaidhean ruighinn cha mhòr aig an aon àm. Co-thaobhadh sganaidh eadar-dhealaichte airson gach ìomhaigh gus ceartachadh airson gluasad ìomhaigh rè togail. Tha an ìomhaigh isotope mu dheireadh air a chruthachadh le bhith a’ cur ianan àrd-sgoile bho gach ìomhaigh airson gach piogsail sganaidh.
Às dèidh mion-sgrùdadh STXM-NEXAFS agus NanoSIMS, chaidh na h-aon earrannan FIB a sgrùdadh le bhith a’ cleachdadh miocroscop dealanach tar-chuir (JEOL JEM-ARM200F) aig bholtaids luathachaidh de 200 kV aig Kochi, JAMSTEC. Chaidh am meanbh-structar fhaicinn le bhith a’ cleachdadh TEM raon soilleir agus TEM sganaidh àrd-cheàrnach ann an raon dorcha. Chaidh ìrean mèinnearach a chomharrachadh le diffraction dealanach spot agus ìomhaighean còmhlan laitís, agus chaidh mion-sgrùdadh ceimigeach a dhèanamh le EDS le lorgaire drift silicon 100 mm2 agus bathar-bog Stèisean Mion-sgrùdaidh JEOL 4.30. Airson mion-sgrùdadh cainneachdail, chaidh dian X-ghath sònraichte gach eileamaid a thomhas ann am modh sganaidh TEM le ùine togail dàta stèidhichte de 30 s, raon sganaidh beam de ~100 × 100 nm2, agus sruth beam de 50 pA. Chaidh an co-mheas (Si + Al)-Mg-Fe ann an silicates sreathan a dhearbhadh a’ cleachdadh an co-èifeachd deuchainneach k, air a cheartachadh airson tiugh, a fhuaireadh bho inbhe de pyropagarnet nàdarra.
Tha na h-ìomhaighean agus na mion-sgrùdaidhean uile a chaidh a chleachdadh san sgrùdadh seo rim faighinn air Siostam Tasglann is Conaltraidh Dàta JAXA (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2. Tha an t-artaigil seo a’ toirt seachad an dàta tùsail.
Kitari, K. et al. Co-dhèanamh uachdar an asteroid 162173 Ryugu mar a chaidh fhaicinn leis an ionnsramaid Hayabusa2 NIRS3. Saidheans 364, 272–275.
Kim, AJ Chondrites carbaineach de sheòrsa Yamato (CY): analogues de uachdar asteroid Ryugu? Geochemistry 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al. Chaidh a’ chiad sgrùdadh co-dhèanamh air sampallan Ryugu a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh miocroscop hyperspectral MicroOmega. National Astron. 6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al. Mion-sgrùdadh tòiseachaidh air an sampall Hyabusa2 a chaidh a thilleadh bhon asteroid seòrsa-C Ryugu. National Astron. 6, 214–220 (2021).