Что необходимо знать о метеоритах


Из истории

Метеориты. Эти космические странники издавна волновали сердца людей. Глядя в ночное небо над головой, каждый из нас, хоть раз видел, как будто одна из звезд срывается со своего места и стремительно падает, прочертив яркий след в небе. Представьте же, как удивлялись люди века и тысячелетий назад, когда падение метеорита происходило на их глазах. Громовой гул, шипение и треск, огненный шар проносится по небу и падает с невероятным грохотом! Память об этом событии становилась легендами и мифами, а люди хранили осколки небесного камня как священные реликвии. Не удивительно, что даже ученые долгое время отказывались признать метеориты реальностью, считая рассказы о них вымыслом. И только исследования в 1794 году Палласова железа – крупного метеорита, найденного в Сибири, смогли подтвердить внеземное происхождение этих объектов.

С тех пор прошло больше двухсот лет, и сегодня метеориты находятся под пристальным вниманием ученых из разных отраслей науки. Метеориты стали частью мировой популярной культуры, они появляются в фильмах и фантастических романах. Пора и нам, наконец, узнать, что же представляют из себя эти гости из космоса.

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.

Какие бывают метеориты?

Конечно, каждый метеорит уникален и нет двух одинаковых метеоритов. Но по своему составу они делятся на три большие группы.

Каменные метеориты. Это самая большая группа. 92,8% всех долетающих до земли метеоритов – именно каменные, а из них 92,3% называются хондритами. Удивительно, но их состав идентичен химическому составу Солнца, за исключением легких газов, водорода и гелия. Как это возможно? Солнечная система сформировалась из гигантского межзвездного газопылевого облака. Под действием гравитации вещество устремлялось в центр, образовывая протозвезду. Под действием массы падающего на нее вещества температура протозвезды росла и в итоге в её центре вспыхнули термоядерные реакции. Так возникло Солнце. А остатки вещества из газопылевого облака сформировали все прочие космические объекты Солнечной системы. Хондриты – это как раз мельчайшие частицы, сформировавшиеся из вещества газопылевого облака. Можно сказать, что и они, и Солнце сделаны из одного материала. Основными минералами в их составе являются различные силикаты.

Все остальные метеориты имеют сложное происхождение, и представляют собой обломки астероидов или планетарных объектов. Часть из них – каменные, как и хондриты, но имеют другой состав и структуру.

Металлические метеориты – другая крупная группа, составляющая 5,7% от общего числа падений на землю. В основном они состоят из сплава железа и никеля, очень прочны и почти не подвержены коррозии.

И, наконец, самые редкие (и самые красивые) метеориты – железо-каменные. Их всего 1,5%, но они имеют сложную структуру, в которой металлическая часть переплетена с силикатными образованиями.

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 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.

Метеориты: типы, минеральный и химический состав

Метеориты – космические тела, падающие на Землю со 2-й косм. скоростью, следовательно испытывают нагревание плавление, взрывПоверхность планет имеет характерный облик соударений

Типы метеоритов: 1) Каменные — гл. компоненты-силикаты MgFe, примеси металлов. 2) Железные- сплав Fe+ Ni. 3) Железокаменные – промежуточные. Минералы метеоритов (главные компоненты): 1) Силикаты (оливин, пироксен). 2) Плагиоклаз –редкий. 3) Слоистые силикаты (с водой – серпентин, хлорит) – крайне редкие. 4) Металлическое железо (теннесит и камасит) различаются по содержанию Ni. 5) сульфидFeS- троилит (малораспространенные): (в среднем метеориты – у/о вещество). Апатит, магнетит алмаз, лонсдейлит важны для понимания генезиса- MgS (MgS-FeS) CaS (ольтгамит) указывают на дефицит кислорода при образовании. Карбиды – FeC,MgC. Нитриды TiN. Проблема химии сложна – нарушены пропорции:Каменные – кг, (разрушаются в атмосфере), железные — десятки тыс. т. метеориты-находки метеориты-падения. -Статистика находок – преобладают железные. -Статистика падений – каменные

7. Хондриты. Формирование планет Солнечной системы

Каменные. Главный тип М.- каменные, среди них 90% составляют хондриты. Хондры –плотность 3, образование не в планетных гравитационных полях. Шарики свидетельствуют об образовании в жидком состоянии, структура раскристаллизации – закалочная. Состав- Оливин (скелетные кристаллы), пироксен (закалочные). Хондры – результат быстрого остывания силикатного вещества в неизвестных процессах (многократное испарение и конденсация). Вещество не прошло планетной стадии развития. Типы хондритов:Энстатитовые хондритовые MgSiO3 + Fe сам. (мет. фаза) – восст обстановка. Углистые хондриты- нет самородного Fe, есть магнетит. C углерода – до 2-3%, С H2O –первые %(Sp,хл).

— метеориты-находки метеориты-падения. -Первичное вещество? – обогащены летучими компонентами. Ахондриты (лишены хондритовой структуры). -В результате мех деформаций (соударений), появляются алмазы. -Брекчированные (обломки хондр). -Базальтоидные (пироксен плагиоклаз оливин) иного происхождения, (количество ихмало).

Железные метеориты:Теннесит+камасит. Структура пластинчатая, решетчатая — балки камасита. Виндманштеттеновая температура закалки структуры 600 грС. Важно –такие структуры не удалось повторить в лабораторных условиях(конденсация Fe), такая же структура железа в интерстициях в хондритах

— Желваки троилита. — редкая примесь силикатов. -Железо-каменные метеориты: -Палласиты – равномерная смесьбез дифференциации на легкую и тяжелую фазы. -Роль их нижтожно мала. -История метеоритов запечатлена в изотопном составе. -Оказалось что вещество древнее- 4,55*10*9 лет. -Это возраст Земли, Луны и метеоритного вещества. -«космический возраст» метеоритов 100-200 млн. лет определено по короткоживущим изотопам, образующимся на поверхности М. под влиянием космического облучения,. -Т.е метеориты – молодые образования, возникли в результате дробления косм. тел

Распространенность элементов в метеоритах:Основное положение, разработанное еще Гольдшмитом по хондритам. Тождество распространенности элементов в хондритах и в Солнечной системе. Распространенность элементов в метеоритах:Обоснованно считается, что хондриты являются недифференцированным первичным веществом. Но есть и отличия от Солнечной системы:1.В метеоритах очень мало распространены Н и инертные газы. 2. Обеднены Pb, Ge, Cd, Bi, Hg, но не так сильно как инертными газами. Т.е Хондриты являются лишь твердой фракцией первичного вещества (без летучего вещества). С этой фракцией связывают состав планет земной группы. Главный процесс образования планет- конденсация газово-пылевого облака.

8. Закономерности строения планет земной группы

Планеты отличаются по размеру, плотности, массе, расстоянию от Солнца и другим параметрам. Они делятся на две группы: внутренние (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и внешние (Юпитер, Сатурн,Уран, Нептун). Их разделяет кольцо астероидов между Марсом и Юпитером. По мере удаления от Солнца планеты, вплоть до Земли, увеличиваются и становятся более плотными (3,3–3,5 г/см3), а внешние планеты уменьшаются, начиная с Юпитера, и менее плотные (0,71–2,00 г/см3). Во внутренних планетах выделяются силикатная и металлическая фаза, последняя выражена у Меркурия (62 %). Чем ближе к Солнцу планета, тем больше она содержит металлического железа. Внешние планеты сложены газовыми компонентами (Н, Не, СН4, NH3 и др.). Планеты имеют по одному и более спутнику, за исключением Меркурия и Венеры.

9. Поверхностные оболочки планет

Планетные оболочки. Строение П. по вертикали — слоистое, выделяют неск. сферических оболочек, различающихся по хим. составу, фазовому состоянию, плотности и др. физ.-хим. характеристикам. Все П. земной группы имеют твёрдые оболочки, в к-рых сосредоточена почти вся их масса. Три из них — Венера, Земля и Марс — обладают газовыми атмосферами, Меркурий практически лишён атмосферы. Только Земля имеет жидкую оболочку (прерывистую) из воды — гидросферу, а также биосферу — оболочку, состав, структура и энергетика к-рой в существенных чертах обусловлены прошлой и совр. деятельностью живых организмов. Аналогом гидросферы на Марсе явл. криосфера — лёд Н2О в полярных шапках и в грунте (вечная мерзлота). Одна из загадок Солнечной системы — дефицит воды на Венере. Жидкой воды там нет из-за высокой темп-ры, а количество водяного пара в атмосфере эквивалентно слою жидкости толщиной ≈ 1 см.Твёрдые оболочки П. находятся в состоянии гидростатич. равновесия, поскольку предел текучести горных пород соответствует весу столба пород высотой ≈10 км (для Земли). Поэтому форма твёрдых оболочек П., имеющих значительно большую толщину, почти сферическая. Из-за различия гравитац. сил различна макс. высота гор на П. (напр., на Земле ок. 10км, а на Марсе, где гравитац. поле слабее земного, ок. 25 км). Форма небольших спутников планет и астероидов может заметно отличаться от сферической.

10. Происхождение земных оболочек

Географическая оболочка образована двумя принципиально разными типами материи: атомарно-молекулярным «неживым» веществом и атомарно-организменным «живым» веществом. Первое может участвовать только в физико-химических процессах, в результате которых могут появляться новые вещества, но из тех же химических элементов. Второе обладает способностью воспроизводить себе подобных, но различного состава и облика. Взаимодействия первых требуют внешних энергетических затрат, тогда как вторые обладают собственной энергетикой и могут ее отдать при различных взаимодействиях. Оба типа вещества возникли одновременно и функционируют с момента начала формирования земных сфер. Между частями географической оболочки наблюдается постоянный обмен веществом и энергией, проявляющийся в форме атмосферной и океанической циркуляции, движения поверхностных и подземных вод, ледников, перемещения организмов и живого вещества и др. Благодаря движению вещества и энергии все части географической оболочки оказываются взаимосвязанными и образуют целостную систему

11. Строение и состав земных оболочек

Литосфера, атмосфера и гидросфера образуют практически непрерывные оболочки. Биосфера как совокупность живых организмов в определенной среде обитания не занимает самостоятельного пространства, а осваивает вышеназванные сферы полностью (гидросферу) или частично (атмосферу и литосферу).

Для географической оболочки характерно выделение зонально-провинциальных обособлений, которые называют ландшафтами, или геосистемами. Эти комплексы возникают при определенном взаимодействии и интеграции геокомпонентов. Простейшие геосистемы формируются при взаимодействии вещества косного уровня организации.

Химические элементы в географической оболочке находятся в свободном состоянии (в воздухе), в виде ионов (в воде) и сложных соединений (живые организмы, минералы и др.).

12. Строение и состав мантии

Ма́нтия — часть Земли (геосфера), расположенная непосредственно под корой и выше ядра. В мантии находится большая часть вещества Земли. Мантия есть и на других планетах. Земная мантия находится в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности.

Границей между корой и мантией служит граница Мохоровичича или, сокращённо, Мохо. На ней происходит резкое увеличение сейсмических скоростей — от 7 до 8—8,2 км/с. Находится эта граница на глубине от 7 (под океанами) до 70 километров (под складчатыми поясами). Мантия Земли подразделяется на верхнюю мантию и нижнюю мантию. Границей между этими геосферами служит слой Голицына, располагающийся на глубине около 670 км.

Отличие состава земной коры и мантии — следствие их происхождения: исходно однородная Земля в результате частичного плавления разделилась на легкоплавкую и лёгкую часть — кору и плотную и тугоплавкую мантию.

Мантия сложена главным образом ультраосновными породами: перовскитами, перидотитами, (лерцолитами, гарцбургитами, верлитами, пироксенитами), дунитами и в меньшей степени основными породами — эклогитами.

Также среди мантийных пород установлены редкие разновидности пород, не встречающиеся в земной коре. Это различные флогопитовые перидотиты, гроспидиты, карбонатиты.

Строение мантии

Процессы, идущие в мантии, оказывают самое непосредственное влияние на земную кору и поверхность земли, являются причиной движения континентов, вулканизма,землетрясений, горообразования и формирования рудных месторождений. Всё больше свидетельств того, что на саму мантию активно влияет металлическое ядро Земли.

13. Строение и состав земной коры

Строение земного шара. Главным объектом геологических, в том числе и минералогических, исследований является земная кора

*, под которой подразумевается самая верхняя оболочка земного шара, доступная непосредственному наблюдению. Сюда относятся: нижняя часть атмосферы, гидросфера и верхняя часть литосферы, т. е. твердой части Земли.

Наибольшим признанием в настоящее время пользуется гипотеза В. М. Гольдшмидта о строении земного шара. Последний, по его представлениям, состоит из трех главных концентрически расположенных зон (геосфер):

наружной — литосферы;

промежуточной — халькосферы, богатой окислами и сернистыми соединениями металлов, преимущественно железа,

центральной — сидеросферы, представленной железо-никелевым ядром.

Литосфера в свою очередь подразделяется на две части:

верхнюю оболочку — до глубины 120 км,сложенную в основном обычными силикатовыми породами,

нижнюю — эклогитовую оболочку (120-1200 км), представленную силикатовыми породами, обогащенными магнием.

Состав земной коры.

Наиболее распространенными элементами являются: О, Si, Al, Fe, Ca, Na, К, Mg, Н, Ti, С и Cl. На долю остальных 80 элементов приходится всего лишь 0,71% (по весу)

Опасность метеоритов

Шанс того, что метеорит попадет в человека – крайне ничтожен. Всего зафиксировано два достоверных случая падения метеорита на человека, и оба раза люди получили незначительные ушибы. Также за последние два столетия имеется около десятка свидетельств гибели людей от удара метеорита, но они не имеют официального подтверждения.

Тем не менее, отрицать опасность метеоритов было бы неразумно. Пример Челябинского метеорита показывает, что даже косвенное воздействие от взрыва крупного космического объекта может быть разрушительным.

В массовой культуре сложился стереотип, что метеориты могут быть радиоактивны, либо несут в себе споры чудовищных инопланетных болезней. Эти современные мифы поддерживаются фантастикой и кинематографом, но лишены оснований. Случаев обнаружения радиоактивных метеоритов не было. Ни одного.

Для того, чтобы кусок камня или метеорит был радиоактивным, в его состав должны входить радиоактивные вещества. Например, уран. Но со временем их радиоактивность падает. Скорость уменьшения радиоактивности характеризуется величиной, которую называют период полураспада. И эта величина намного меньше, чем средний возраст любого из метеоритов, падающих на Землю.

Но в космосе же есть источники радиации, например солнце? Да, но стоит понимать, что быть облученным не значит самому стать радиоактивным. Если вы проведете выходные в ядерном реакторе, вы вряд ли после будете чувствовать себя хорошо. Но тем не менее излучать радиацию вы не станете.

Некоторые метеориты несут в составе сложные органические соединения, и из-за этого представляют огромный интерес для ученых. Но ни микроорганизмов, ни следов инопланетной жизни на них пока что не обнаружено.

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 4,84 гр с коробкой

Метеорит Сихотэ-Алинь 4,84 гр с коробкой

3 490

быстрый просмотр в корзину

Метеорит Сихотэ-Алинь 40,92 гр с коробкой

Метеорит Сихотэ-Алинь 40,92 гр с коробкой

18 900

быстрый просмотр в корзину

Метеорит Дронино

Метеорит Дронино

890 000

быстрый просмотр в корзину

Метеорит Муонионалуста 44,77 гр с коробкой

Классификация

Для науки имеет значение любой фрагмент. На особом счету алмазоносная разновидность. Алмазные кристаллы палласита сформировались при вспышках сверхновых звезд из насыщенной углеродом космической пыли. Они старше Солнечной системы.

Из ста фрагментов, достигших Земли, только один – метеорит палласит.

Химический состав

  • Металлы — железо (80-90 %), никель (3-20 %).
  • Включения Оливина.

Оливины в палласитах имеют сходную структуру и состав. Обеднены кальцием и никелем в отличии от земных образцов.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: