Химический состав метеоритов

Классификация

В зависимости от того, из чего состоит метеорит, выделяют две основные группы объектов:

• железные элементы (в их составе преобладает железо, есть незначительное количество никеля, кобальта);
• каменистые (в них присутствуют силикаты в виде минералов, представляющих собой кремниевые соединения с кислородным веществом, имеется примесь алюминия и кальция);
• каменные вещества (в них встречается железо никелистого типа, в форме небольших зёрнышек);
• метеориты из камня и железа включают в себя равные количества указанных элементов.

Так, состав метеорита может быть абсолютно любым. Именно он определяет базовые характеристики объекта.

Для чего используют метеориты?

В древности метеориты могли служить объектами религиозного поклонения. Метеоритное железо было известно задолго до того, как люди научились самостоятельно выплавлять железо из руды. Изделия из метеоритного железа ценились крайне высоко, один из примеров – кинжал, найденный в гробнице Тутанхамона.

Сегодня метеориты представляют в большей степени научный интерес. Они могут многое рассказать о молодости нашей Солнечной системы и о далеких мирах.

Тем не менее, железные и железо-каменные метеориты используются в ювелирном искусстве. Неповторимую красоту придает им сама структура кристаллической решетки. Переплетающиеся иглы кристаллов, сложные геометрические фигуры, фрактальные композиции. По-научному такое явление называется видманштеттеновыми фигурами. Они образуются при очень медленном остывании раскаленного до невероятных температур железо-никелевого сплава. В космосе нет воздуха, нет переносчика тепла, поэтому метеорит остывает в течение бесконечно долгого времени – на несколько градусов за один миллион лет. В железо-каменных метеоритах аморфная металлическая матрица вмещает в себя включения силикатов, в том числе оливина. Желто-зеленые прозрачные разновидности этого минерала являются настоящими драгоценными камнями. Такую структуру и особенности строения невозможно создать в искусственных условиях. Сам внешний вид выступает гарантией подлинности и уникальности украшения, созданного из «упавшей звезды» — метеорита.

быстрый просмотр в корзину

Метеорит Сихотэ-Алинь

34 900 ₽

быстрый просмотр в корзину

Метеорит Сихотэ-Алинь 4,84 гр с коробкой

3 490 ₽

быстрый просмотр в корзину

Метеорит Дронино

890 000 ₽

быстрый просмотр в корзину

С какой целью требуется изучение состава метеоритов

В основном для того, чтобы получить общую и частную информацию об особенностях состава и физических характеристик прочих тел небесного происхождения. Речь идёт об астероидах, спутниках и т. д. Обнаружены в найденных метеоритных телах и следы органических элементов, имеющих внеземное происхождение.

Особого внимания заслуживает группа углеродсодержащих метеоритов, обладающих одной крайне важной особенностью в виде стекловидной коры. Есть предположение, что её образование произошло под влиянием высоких температурных режимов. Данная кора выступает в качестве отличного изолятора тепла, поэтому способствует сохранению минеральных веществ, которые не выносят чрезмерного нагрева.

Предсказать факт приземления метеорита практически нереально, поэтому вести речь о том, где и когда случится его падение, невозможно. В связи с этим только малая часть объектов, упавших на Землю, попадает в руки исследователей. Только 30% тел подвергнуто наблюдениям, в то время как остальные из них являются случайными находками. Львиная доля объектов имеют в составе более 50% железа.

Что такое метеорит?

Помимо планет и звезд, в космосе имеется много различных объектов. Есть астероиды – тела, похожие на планеты, но далеко не такие огромные. У астероидов есть свои орбиты вокруг Солнца, у некоторых даже имеются спутники. Есть космическая пыль – мельчайшие частицы вещества, рассредоточенные в космическом пространстве. И есть промежуточные объекты, средней величины. Их размеры – от 0,1 мм до 10-30 м. Их-то и называют метеороидами. Они могут быть рассредоточены в пространстве, двигаться по произвольным траекториям или же иметь относительно стабильные орбиты. Иногда встречается целое скопление метеороидов – так называемый рой.

Когда такой метеороид попадает в гравитационное поле планеты, траектория его движения меняется, и он постепенно устремляется к поверхности планеты. Изредка случаются столкновения планеты и с астероидами.

Красочное явление в виде сгорающего в атмосфере космического тела называется метеором (или болидом).

И только когда космическое тело (не важно, какого размера) достигнет поверхности планеты, его можно будет назвать привычным словом – метеорит.

Как распознать метеорит

Львиная доля метеоритов находится совершенно случайно. Есть несколько признаков того, что найден именно метеоритный объект, а не какое-то другое тело:

• высокий уровень плотности, что обеспечивает массу, большую в сравнении с гранитом или осадочными породами;
• наличие углублений сглаженного типа, внешне они напоминают вмятины пальцев, оставшиеся на мягкой глине;
• сходство с затупленной снарядной головкой;
• тонкость коры плавления, составляющая порядка 1 миллиметра;
• серый цвет излома, на котором не составит труда обнаружить небольшие шарики;
• наличие вкраплений из железного материала;
• обладание магнитными свойствами, что ведёт к намагничиванию стрелки компаса;
• окисление в воздушной среде, что влечёт образование ржавчины.

Так, ответ на вопрос, из чего состоит метеорит, найден. Несмотря на это, данные объекты продолжают исследоваться учёными.

Что происходит при падении метеорита?

Космические тела двигаются с огромными скоростями. При входе в атмосферу скорость метеорита может достигать от 11 до 72 км/с. От трения о воздух он загорается и начинает светиться. Как правило, большинство метеоритов сгорают, не достигая поверхности. Крупный метеорит постепенно замедляется и остывает. То, что будет происходить дальше, зависит от многих факторов – масса, начальная скорость, угол входа в атмосферу. Если метеорит успевает затормозить, его траектория может смениться на почти отвесную и он просто упадет на поверхность. Бывает, что внутренняя структура метеорита неоднородная, неустойчивая. И тогда он взрывается в воздухе, а его обломки падают на землю. Такое явление называется метеоритным дождем. Но если скорость метеорита все еще велика (около 2-4 км/с), а сам он достаточно массивен – при столкновении с земной поверхностью происходит мощный взрыв.

На месте падения крупного метеорита образуется метеоритный кратер – астроблема. На Земле такие кратеры не всегда видны, поскольку выветривание и прочие геологические процессы разрушают их. Но на других планетах можно увидеть следы колоссальных метеоритных бомбардировок.

Метеоритные кратеры есть и на территории России. Самый большой из них находится в Восточной Сибири. Это кратер Попигай, его диаметр 100 км, и он четвертый по величине в мире. Попигай образовался 35,7 млн лет назад в результате столкновения с Землей крупного астероида. Есть сведения, что в его недрах скрываются залежи алмазов, но точная информация об этом была засекречена еще в советское время. Самый древний из российских кратеров (и один из древнейших в мире) – это небольшой кратер Суавъярви в Карелии. Его диаметр всего 3 км и сейчас в нем расположено озеро. Но его возраст – 2,4 миллиарда лет – впечатляет.

Органика в составе метеоритов

Метеориты, содержащие углерод, обладают тонкой стекловидной корой, которая получилась от воздействия больших температур при падении. Кора стала прекрасным изолятором от внешней среды, который помог сохранить состав метеорита. Исследуя химическую природу подобных тел, обнаружилось, что в них есть вещества, аналогичные земным, например углеводороды, карбоновые кислоты, азотистые соединения. Нельзя утверждать, что эти вещества подтверждают наличие внеземной жизни, но они вполне могут быть продуктами «преджизни», аналогичной существовавшей на Земле в прошлом. При изучении каменных метеоритов выявились «организованные элементы». Это некие микроскопические образования, похожие на простейших одноклеточных. Их размеры от 5 до 50 мкм, и они имеют некоторые особенности – поры, двойные стенки, шипы. Не доказано, что такие окаменелости – останки внеземной жизни. Концентрация подобных элементов очень большая – в 1 г метеоритного вещества содержится их до 1800. На Земле таких необычных форм не выявлено.

Из чего состоят

По составу метеориты делятся на три группы:

1. Каменные. Хондриты — Такое название получилось от содержания в метеоритах хондр – силикатных образований. Состав хондритов аналогичен составу Солнца, исключая гелий и водород. Это относит их образование к протопланетному облаку. Ахондриты — остав их сходен с земными базальтами. Считается, что их родина – астероид Веста, а так же Марс и Луна.
2. Железные. Они состоят в основном из никелистого железа. Рассчитано, что такая структура получается, если вещество, имея температурный интервал от 6000 С до 4000 С, охлаждалось на 10 С – 100 С за каждый в миллион лет.
3. Железо-каменные: 1) Палласиты. В железо-никелевую основу вкраплены кристаллы оливина. Первым такие объекты зарегистрировал П. Паллас возле Красноярска. 2) Мезосидериты. Эти тела составлены из равных долей никеля, железа и силикатов. Это очень редкий тип метеоритов, и зарегистрировано лишь несколько случаев наблюдения их падения.

Подавляющее число метеоритов – каменные (92,8% падений), а большинство каменных – хондриты. Их количество составляет 85,7% от общего числа найденных. Ахондритов насчитывается 7,3%, железных – 5,7%, а железо-силикатных – 1,5% от числа всех падений. Ахондриты и метеориты железные и железо-силикатные считаются дифференцированными. То есть, вещество, из которого они составлены, когда-то прошло дифференцировку вместе с астероидами или иными планетными телами. Ранее бытовало мнение, что такие метеориты образовались посредством разрыва одного или нескольких больших тел. Главным претендентом была гипотетическая планета Фаэтон. Но, анализируя состав различных метеоритов, был сделан вывод, что они образованы из частей различных астероидов.

Как падают

Они врываются в земную атмосферу со скоростью от 11 до 73 км/сек. В атмосфере происходит горение (из за трения) метеорита, и земли достигает тело, масса которого намного меньше исходного. Удар о землю происходит на очень большой скорости, имеющей значения от 2000 до 4000 м/сек. От этого выделяется много энергии, и часть метеорита и окружающих горных пород в месте столкновения испаряются. Это сопровождается сильными взрывами, которые формируют округлые кратеры.

Фото железно-никелевого метеорита Вилламетт. Хранится в музее истории в Нью-Йорке

Размеры кратеров всегда превышают параметры падавшего тела, а в породах происходит изменение структуры и состава минералов. Но если скорость падения метеорита небольшая (около сотен метров в секунду), то значительного выделения энергии не произойдёт, и диаметр кратера будет сравним с размерами падающего тела. Сам метеорит в таком случае может неплохо сохраниться.