Ädelgasanalyser med hög precision tyder på att solvindspartiklar från vår ursol var inneslutna i jordens kärna för över 4,5 miljarder år sedan. Forskare från Institutet för geovetenskaper vid Heidelbergs universitet har kommit fram till att partiklarna tagit sig in i den överliggande stenmanteln under miljontals år. Forskarna hittade ädelgaser från solenergi i en järnmeteorit som de studerade. På grund av deras kemiska sammansättning, sådana meteoriter används ofta som naturliga modeller för jordens metalliska kärna.

Den sällsynta klassen av järnmeteoriter utgör bara fem procent av alla kända meteoritfynd på jorden. De flesta är fragment inifrån större asteroider som bildade metalliska kärnor under de första en till två miljoner åren av vårt solsystem. Järnmeteoriten i Washington County som nu studeras vid Klaus Tschira Laboratory for Cosmochemistry vid Institute of Earth Sciences hittades för nästan 100 år sedan. Dess namn kommer från platsen i Colorado (USA) där den upptäcktes. Den liknar en metalldiskus, är sex cm tjock, och väger ca. 5,7 kg, enligt Prof. Dr. Mario Trieloff, chef för forskningsgruppen Geo- och Kosmokemi.

Forskarna kunde äntligen definitivt bevisa närvaron av en solkomponent i järnmeteoriten. Med hjälp av en ädelgas masspektrometer, de fastställde att proverna från Washington County-meteoriten innehåller ädelgaser vars isotopförhållanden av helium och neon är typiska för solvinden. Enligt Dr. Manfred Vogt, en medlem av Trieloff-teamet, "Mätningarna var tvungna att vara utomordentligt exakta och exakta för att skilja solsignaturerna från de dominerande kosmogena ädelgaserna och atmosfärisk förorening". Teamet postulerar att solvindspartiklar i det ursprungliga solsystemet fångades av prekursormaterialen från Washington Countys moderasteroid. Ädelgaserna som fångades upp tillsammans med partiklarna löstes upp i den flytande metall som asteroidens kärna bildades av.

Resultaten av deras mätningar gjorde det möjligt för Heidelberg-forskarna att dra en slutsats analogt att kärnan på planeten Jorden också kan innehålla sådana ädelgaskomponenter. Ännu en vetenskaplig observation stödjer detta antagande. Prof. Trieloffs forskargrupp har länge mätt solära ädelgasisotoper av helium och neon i magmatiska bergarter på oceaniska öar som Hawaii och Réunion. Dessa magmatiter härrör från en speciell form av vulkanism som kommer från mantelplymer som stiger upp från tusentals kilometers djup i jordens mantel. Deras särskilt höga solgasinnehåll gör dem fundamentalt annorlunda än den grunda manteln som representeras av vulkanisk aktivitet på undervattens bergsryggar i mitten av havet. "Vi har alltid undrat varför så olika gassignaturer överhuvudtaget kunde existera i en långsamt om än ständigt konvekerande mantel, " konstaterar Heidelberg-forskaren.

Deras resultat tycks bekräfta antagandet att de solära ädelgaserna i mantelplymer har sitt ursprung i planetens kärna - och därmed betecknar solvindspartiklar från jordens mitt. "Bara en till två procent av en metall med en liknande sammansättning som Washington Country-meteoriten i jordens kärna skulle räcka för att förklara de olika gassignaturerna i manteln, " konstaterar Dr. Vogt. Jordens kärna kan därför spela en tidigare underskattad aktiv roll i den geokemiska utvecklingen av jordens mantel.