广岛的核辐射可能为我们太阳系的形成提供线索

当美国下降时原子弹1945 年 8 月，在广岛，这座日本城市被一场毁灭性的火球吞没，导致一名估计有140,000人以及蒸发的土壤和基础设施。

七十年后，科学家发现了核爆炸的沉降物碎片以玻璃球的形式散布在广岛湾的一个小岛Motoujina的海滩上。科学家提出，曾经构成广岛建筑物的混凝土和钢材在极端高温下被鞭打和燃烧，然后冷却并落回地球，形成圆形的玻璃状珠子。

现在，对这些所谓的广岛玻璃的新分析揭示了它们是如何形成的：通过核火球内的凝结。

巴黎城大学的天体化学家Nathan Asset及其同事分析了这种玻璃的化学和同位素组成，也显示出与原始陨石的相似之处，称为球粒陨石，由早期太阳系的星际尘埃和星云气体形成。

“通过凝结形成的广岛玻璃意味着它们可能是太阳系中第一批凝结物的类似物，”研究人员说写在他们的论文中.

这些第一批冷凝物或固体，也称为富含钙铝的内含物 （CAI），含有大量氧-16同位素(¹⁶O）也是一种“较轻”的氧气形式更少的中子比较重的品种。

科学家认为这些¹⁶O同位素可能是由紫外线穿透星际尘埃气体云产生的，我们原始太阳系的第一批球粒陨石就是从中形成的，或者它们可能是在汽化的物质在进一步凝固之前凝结成液体时通过特定机制产生的。

只有很少的实验室实验Asset及其同事认为，已经测试了第二种解释，因此研究广岛爆炸的沉降物碎片可以提供新的见解。

团队收集的分析样本来自广岛湾的沙滩2015年由退休地质学家马里奥·万尼尔（Mario Wannier）和他的团队完成。

通过分析94块核沉降物碎片，Asset及其同事确定了四种不同类型的广岛玻璃：石灰玻璃、正碳玻璃、钠钙玻璃和二氧化硅玻璃。

从化学上讲，二氧化硅玻璃看起来与您在任何海滩上都能找到的石英砂粒相同，而钠钙玻璃类似于工业制造的玻璃。然而，所有四种类型的广岛玻璃都有”很奇特“氧和硅同位素的组成，为研究人员提供了一种研究它们可能如何形成的新方法。

为了更仔细地观察，该团队进行了模拟，重建了先前研究中核爆炸的化学成分和物理条件，使用这些粗略的估计来模拟广岛火球内可能的冷凝过程。

先前的研究估计，广岛原子弹在城市上空580米处爆炸，离地表太远，无法留下陨石坑。然而，温度如此之高——火球本身达到1000万摄氏度，地面上估计有6,287°C（11,349°F）——它们在几秒钟内蒸发了建筑材料。

该团队的模拟揭示了盐酸盐液体如何首先从气体云中冷凝，这个过程称为分馏冷凝，然后是正弦，钠石灰和二氧化硅液体。然后，当这些液滴暴露在1,800至1,400°C的温度下时，它们会淬灭到玻璃上，具体取决于它们的成分。

“Melilitic玻璃是第一个凝结的液体，也是最后一个淬火的液体，因此它们是与火球中的材料相互作用最大的液体，”Asset及其同事解释.“这可以解释为什么在这种类型的玻璃中发现了大多数内含物。

虽然研究人员也对通过广岛眼镜窥视早期太阳系的前景很感兴趣，但他们确实承认广岛火球和太阳吸积盘之间的压力、温度和气体混合物存在巨大差异，球粒陨石最初是在那里形成的。

“尽管存在所有这些差异，但广岛玻璃和CAI之间的相似之处可能表明了类似的过程，即冷凝过程中的化学反应，以解释它们的相似性¹⁶O-enrichment，“团队总结.

该研究已发表在地球与行星科学快报.

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