Метеоритът е твърдо тяло с естествен космически произход, което е паднало на повърхността на планетата, с размер от 2 mm или повече. Телата, които са достигнали повърхността на планетата и имат размери от 10 микрона до 2 мм, обикновено се наричат микрометеорити; по-малките частици са космически прах. Метеоритите се характеризират с различен състав и структура. Тези характеристики отразяват условията на техния произход и позволяват на учените да преценяват по-уверено еволюцията на телата на Слънчевата система.
Видове метеорити по химичен състав и структура
Метеоритната материя се състои главно от минерални и метални компоненти в различни пропорции. Минералната част е желязо-магнезиеви силикати, металната част е представена от никелово желязо. Някои метеорити съдържат примеси, които определят някои важни характеристики и носят информация за произхода на метеорита.
Как се разделят метеоритите по химичен състав? Традиционно има три големи групи:
- Каменните метеорити са силикатни тела. Сред тях са хондрити и ахондрити, които имат важни структурни различия. И така, хондритите се характеризират с наличието на включвания - хондри - в минералната матрица.
- Железни метеорити,състояща се предимно от никелово желязо.
- Ironstone - тела с междинна структура.
В допълнение към класификацията, която взема предвид химическия състав на метеоритите, съществува и принципът за разделяне на "небесните камъни" на две широки групи според структурните характеристики:
- диференцирани, които включват само хондрити;
- недиференцирани - обширна група, която включва всички други видове метеорити.
Хондритите са останки от протопланетен диск
Отличителна черта на този тип метеорити са хондрите. Те са предимно силикатни образувания с елипсовидна или сферична форма, с размери около 1 mm. Елементният състав на хондритите е почти идентичен със състава на Слънцето (ако изключим най-летливите, леки елементи - водород и хелий). Въз основа на този факт учените стигнаха до заключението, че хондритите са се образували в зората на съществуването на Слънчевата система директно от протопланетен облак.
Тези метеорити никога не са били част от големи небесни тела, които вече са претърпели магматична диференциация. Хондритите се образуват чрез кондензация и натрупване на протопланетна материя, като същевременно изпитват някои топлинни ефекти. Веществото на хондритите е доста плътно - от 2,0 до 3,7 g / cm3 - но крехко: метеорит може да бъде смачкан на ръка.
Нека разгледаме по-отблизо състава на метеоритите от този тип, най-често срещаният (85,7%) от всички.
Въглеродни хондрити
За въглероднихондритите (C-chondrites) се характеризират с високо съдържание на желязо в силикати. Тъмният им цвят се дължи на наличието на магнетит, както и на примеси като графит, сажди и органични съединения. В допълнение, въглеродните хондрити съдържат вода, свързана с хидросиликати (хлорит, серпентин).
Според редица признаци C-хондритите се разделят на няколко групи, една от които - CI-хондрити - представлява изключителен интерес за учените. Тези тела са уникални с това, че не съдържат хондри. Предполага се, че веществото на метеоритите от тази група изобщо не е било подложено на топлинно въздействие, тоест е останало практически непроменено от времето на кондензация на протопланетния облак. Това са най-старите тела в Слънчевата система.
Органични вещества в метеорити
Въглеродните хондрити съдържат такива органични съединения като ароматни и наситени въглеводороди, както и карбоксилни киселини, азотни основи (в живите организми те са част от нуклеиновите киселини) и порфирини. Въпреки високите температури, изпитвани от метеорит, когато преминава през земната атмосфера, въглеводородите се задържат чрез образуването на топяща се кора, която служи като добър топлоизолатор.
Тези вещества най-вероятно са с абиогенен произход и показват процесите на първичен органичен синтез вече в условията на протопланетен облак, като се има предвид възрастта на въглеродните хондрити. Така че младата Земя още в най-ранните етапи от своето съществуване е имала изходния материал за появата на живота.
Обикновени иenstatite chondrites
Най-често срещаните са обикновените хондрити (оттук и името им). Тези метеорити съдържат освен силикати, никелово желязо и носят следи от термичен метаморфизъм при температури от 400–950 °C и ударно налягане до 1000 атмосфери. Хондрите на тези тела често са с неправилна форма; те съдържат детритен материал. Обикновените хондрити включват например Челябинския метеорит.
Енстатитовите хондрити се характеризират с това, че съдържат желязо предимно в метална форма, а силикатният компонент е богат на магнезий (енстатит минерал). Тази група метеорити съдържа по-малко летливи съединения от другите хондрити. Те претърпяват термичен метаморфизъм при температури от 600-1000 °C.
Метеоритите, принадлежащи към двете от тези групи, често са фрагменти от астероиди, тоест те са били част от малки протопланетни тела, в които процесите на подпочвена диференциация не са протичали.
Диференцирани метеорити
Сега нека се обърнем към разглеждането на това какви видове метеорити се отличават по химичен състав в тази голяма група.
На първо място, това са каменни ахондрити, второ, железно-каменни и трето, железни метеорити. Обединява ги фактът, че всички представители на изброените групи са фрагменти от масивни тела с астероиден или планетарен размер, вътрешността на които е претърпяла диференциране на материята.
Сред диференцираните метеорити се намират катофрагменти от астероиди и тела, извадени от повърхността на Луната или Марс.
Характеристики на диференцирани метеорити
Ахондритът не съдържа специални включвания и тъй като е беден на метал, е силикатен метеорит. По състав и структура ахондритите са близки до земните и лунните базалти. Голям интерес представлява групата метеорити HED, за които се смята, че произхождат от мантията на Веста, за която се смята, че е запазена земна протопланета. Те са подобни на ултраосновните скали на горната мантия на Земята.
Каменно-железните метеорити - паласит и мезосидерит - се характеризират с наличието на силикатни включвания в никел-желязната матрица. Паласитите са получили името си в чест на известното желязо Палас, намерено близо до Красноярск през 18 век.
Повечето железни метеорити имат интересна структура - "фигури на widmanstetten", образувани от никелово желязо с различно съдържание на никел. Такава структура се образува при условия на бавна кристализация на никелово желязо.
История на субстанцията на "небесните камъни"
Хондритите са пратеници от най-древната епоха на формирането на Слънчевата система - времето на натрупване на предпланетарна материя и раждането на планетезималите - ембрионите на бъдещите планети. Радиоизотопното датиране на хондрити показва, че тяхната възраст надхвърля 4,5 милиарда години.
Що се отнася до диференцираните метеорити, те ни показват образуването на структурата на планетарните тела. тевеществото има отчетливи признаци на топене и прекристализация. Образуването им би могло да стане в различни части на диференцираното родителско тяло, което впоследствие претърпя пълно или частично унищожаване. Това определя какъв химичен състав на метеоритите, каква структура се образува във всеки отделен случай и служи като основа за тяхната класификация.
Диференцираните небесни гости също съдържат информация за последователността на процесите, протичащи в недрата на родителските тела. Такива са например железно-каменните метеорити. Техният състав свидетелства за непълното разделяне на леките силикатни и тежки метални компоненти на древната протопланета.
В процесите на сблъсък и раздробяване на астероиди от различен тип и възраст, повърхностните слоеве на много от тях могат да натрупват смесени фрагменти от различен произход. След това, в резултат на нов сблъсък, подобен „композитен“фрагмент беше избит от повърхността. Пример за това е метеоритът Кайдун, съдържащ частици от няколко вида хондрити и метално желязо. Така че историята на метеоритната материя често е много сложна и объркваща.
В момента се отделя голямо внимание на изучаването на астероиди и планети с помощта на автоматични междупланетни станции. Разбира се, това ще допринесе за нови открития и по-дълбоко разбиране на произхода и еволюцията на такива свидетели на историята на Слънчевата система (и нашата планета също) като метеорити.
