A precipitação nuclear de Hiroshima pode conter pistas sobre a formação do nosso sistema solar: WebCuriosos

Quando os Estados Unidos lançaram uma bomba atômica sobre Hiroshima em agosto de 1945, a cidade japonesa foi envolvida por uma bola de fogo devastadora que matou uma população estimado em 140.000 pessoas e terra e infraestrutura vaporizadas.

Setenta anos depois, os cientistas descobriram detritos da explosão nuclear na forma de esferas vítreas espalhadas ao longo da praia de Motoujina, uma pequena ilha na Baía de Hiroshima. O concreto e o aço que outrora compunham os edifícios de Hiroshima foram chicoteados e queimados no calor extremo, propuseram os cientistas, antes de esfriar e cair de volta à Terra como esferas arredondadas, semelhantes a vidro.

Agora, uma nova análise dos chamados vidros de Hiroshima revelou como se formaram: por condensação no interior da bola de fogo nuclear.

A composição química e isotópica dos vidros, analisada pelo astroquímico Nathan Asset da Universidade Paris Cité e colegas, também mostra semelhanças com meteoritos primitivos chamados condritosque se formou a partir de poeira interestelar e gás nebular no início do Sistema Solar.

“A formação dos vidros de Hiroshima por condensação implica que podem ser análogos aos primeiros condensados ​​do Sistema Solar”, afirmam os investigadores. escreva em seu papel.

Esses primeiros condensados, ou sólidos, também conhecidos como inclusões ricas em cálcio e alumínio (CAIs), contêm muitos isótopos de oxigênio-16 (¹⁶O) também, uma forma 'mais leve' de oxigênio com menos nêutrons do que variedades mais pesadas.

Os cientistas pensam que estes ¹⁶Os isótopos de O podem ter sido produzidos pela penetração de UV na nuvem de gás de poeira interestelar a partir da qual se formaram os primeiros condritos do nosso Sistema Solar primordial, ou podem ter sido produzidos por mecanismos específicos quando o material vaporizado se condensou em líquido antes de se solidificar ainda mais.

Apenas um alguns experimentos de laboratório testaram esta segunda explicação, portanto, estudar os destroços das explosões de Hiroshima poderia fornecer novos insights, argumentaram Asset e colegas.

A equipe amostras analisadas coletadas das praias arenosas da Baía de Hiroshima em 2015 pelo geólogo aposentado Mario Wannier e sua equipe.

Analisando 94 pedaços de detritos nucleares, Asset e colegas identificaram quatro tipos diferentes de vidros de Hiroshima: melilíticos, anortosíticos, cal sodada e sílica.

Quimicamente, o vidro de sílica parecia igual aos grãos de areia de quartzo encontrados em qualquer praia, e o vidro de cal sodada lembrava o vidro feito industrialmente. No entanto, todos os quatro tipos de vidro de Hiroshima tinham “muito peculiar“composições de isótopos de oxigênio e silício, dando aos pesquisadores uma nova maneira de estudar como eles possivelmente se formaram.

Para olhar mais de perto, a equipa realizou simulações reconstruindo a composição química e as condições físicas da explosão nuclear a partir de pesquisas anteriores, usando essas estimativas grosseiras para modelar possíveis processos de condensação dentro da bola de fogo de Hiroshima.

Pesquisas anteriores estimaram que a bomba de Hiroshima explodiu 580 metros acima da cidade, demasiado longe da superfície para deixar uma cratera. No entanto, as temperaturas eram tão intensas – atingindo 10 milhões de graus Celsius dentro da própria bola de fogo e cerca de 6.287 °C (11.349 °F) no solo – que vaporizaram os materiais de construção em questão de segundos.

As simulações da equipe revelaram como os líquidos melilíticos se condensaram primeiro a partir da nuvem de gás, em um processo conhecido como condensação fracionada, seguido por líquidos anortosíticos, cal sodada e sílica. Essas gotículas então se transformaram em vidros quando expostas a temperaturas entre 1.800 e 1.400 °C, dependendo de sua composição.

“Os vidros melilíticos são os primeiros líquidos a condensar e os últimos a extinguir, por isso são os que mais podem interagir com os materiais da bola de fogo”, Asset e colegas explicar. “Isso poderia explicar por que a maioria das inclusões são encontradas neste tipo de vidro.”

Embora os investigadores também estejam intrigados com a perspectiva de observar o início do Sistema Solar através dos óculos de Hiroshima, eles reconhecem que a pressão, as temperaturas e as misturas gasosas diferem enormemente entre a bola de fogo de Hiroshima e o disco de acreção solar, onde os condritos se formaram pela primeira vez.

“Apesar de todas estas diferenças, as semelhanças entre os vidros de Hiroshima e os CAI podem indicar um processo semelhante, nomeadamente reações químicas durante a condensação, para explicar a sua semelhança. ¹⁶O-enriquecimento”, a equipe conclui.

O estudo foi publicado em Cartas da Terra e da Ciência Planetária.