По химическому составу все метеориты разделяют на. Метеоритное железо: состав и происхождение

> Виды метеоритов

Узнайте, какие существуют виды метеоритов : описание классификации с фото, железный, каменный и каменно-железный, метеориты с Луны и Марса, пояс астероидов.

Довольно часто обычный человек представляя, как выглядит метеорит, думает о железе. И это легко объяснить. Железные метеориты плотные, очень тяжелые и часто принимают необычные, и даже впечатляющие формы во время падения и плавления в атмосфере нашей планеты. И хотя железо, ассоциируется у большинства людей с типичным составом космических камней, железные метеориты это один из трёх основных видов метеоритов. И они довольно редки по сравнению с каменными метеоритами, особенно с самой распространенной их группой – одинарными хондритами.

Три основных вида метеоритов

Существует большое количество видов метеоритов , разделенных на три основные группы: железные, каменные, каменно-железные. Почти все метеориты содержат внеземной никель и железо. Те из них которые совсем не содержат железа на столько редки, что даже если мы обратимся за помощью по выявлению возможных космических камней, мы скорее всего не найдём ни чего, что не содержит большое количество метала. Классификация метеоритов, по факту, основывается на количестве железа, содержащемся в образце.

Железный вид метеорита

Железные метеориты были частью ядра давно погибшей планеты или большого астероида, из которого, как считается, образовался между Марсом и Юпитером. Они являются самыми плотными материалами на Земле и очень сильно притягиваются к сильному магниту. Железные метеориты намного тяжелее, чем большинство камней Земли, если вы поднимали пушечное ядро или плиту из железа или стали, вы понимаете, о чём идёт речь.

У большинства образцов этой группы, железная составляющая примерно 90%-95%, остальное никель и рассеянные микроэлементы. Железные метеориты подразделяются на классы по химическому составу и структуре. Структурные классы определяются путём изучения двух компонентов железоникелевых сплавов: камасит и тэнит.

Эти сплавы имеют сложную кристаллическую структуру, известную как видманштеттеновая структура, названная в честь графа Алоиза фон Видманштеттена описавшего феномен в 19 веке. Эта решёткоподобная структура очень красива и хорошо видна, если железный метеорит нарезать пластинами, отполировать и потом протравить в слабом растворе азотной кислоты. У камаситовых кристаллов, обнаруженных в процессе этого, измеряют среднюю ширину полос, полученную цифру используют для разделения железных метеоритов на структурные классы. Железо с тонкой полосой (менее 1 мм) называют «тонкоструктурный октаэдрит», с широкой полосой «грубый октаэдрит».

Каменный вид метеорита

Крупнейшая группа метеоритов - каменные , они сформировались из внешней коры планеты или астероида. Множество каменных метеоритов, особенно те, которые находятся на поверхности нашей планеты долгое время, очень сильно похожи на обычные земные камни, и нужен опытный глаз, чтобы найти такой метеорит в поле. Недавно упавшие камни отличаются черной сияющей поверхностью, которая образовалась в результате горения поверхности в полете, и подавляющее большинство камней содержит достаточно железа, чтобы притягиваться к мощному магниту.

Некоторые каменные метеориты содержат маленькие, красочные, зерноподобные включения известные, как «хондры». Эти крошечные крупинки произошли из солнечной туманности, следовательно, ещё до формирования нашей планеты и всей Солнечной Системы, что делает их древнейшей известной материей доступной для изучения. Каменные метеориты, содержащие эти хондры, называются «хондриты».

Космические камни без хондр называются «ахондриты». Это вулканические камни, сформированные вулканической активностью на их «родительских» космических объектах, где плавление и рекристаллизация стерли все следы древних хондр. Ахондриты содержат мало железа или не содержат его совсем, что делает трудными его поиски по сравнению с другими метеоритами, хотя его образцы часто покрыты глянцевой корочкой, которая выглядит как эмалевая краска.

Каменный вид метеорита с Луны и Марса

Действительно ли, мы можем найти лунные и марсианские камни на поверхности нашей собственной планеты? Ответ - да, но они чрезвычайно редкие. Более сто тысяч лунных и примерно тридцать марсианских метеоритов были обнаружены на Земле, и все они относятся к ахондритовой группе.

Столкновение поверхности Луны и Марса с другими метеоритами, выкинуло осколки в открытый космос и некоторые из них упали на Землю. С финансовой точки зрения лунные и марсианские образцы находятся среди самых дорогих метеоритов. На рынках коллекционеров их цена доходит до тысячи долларов за грамм, что делает их в несколько раз более дорогими, чем, если бы они были из золота.

Каменно-железный вид метеорита

Наименее распространенный из трёх основных видов – каменно-железный , насчитывает менее 2% от всех известных метеоритов. Они состоят из примерно одинаковых частей железа-никеля и камня, и делятся на два класса: палласиты и мезосидериты. Каменно-железные метеориты образовались на границе коры и мантии своих «родительских» тел.

Палласиты, пожалуй, самый заманчивый из всех метеоритов и определенно представляет большой интерес среди частных коллекционеров. Палласит состоит из железоникелевой матрицы, заполненной кристаллами оливина. Когда кристаллы оливина достаточно чистые, и отображаются изумрудно-зелёным цветом, они известны как драгоценный камень перодот. Палласиты получили своё название в честь немецкого зоолога Питера Палласа, который описал русский метеорит Красноярск, найденный возле столицы Сибири в 18 веке. Если кристалл палласита разрезать на пластины и отполировать, он становится полупрозрачным, что дает ему неземную красоту.

Мезосидериты – меньшая из двух каменно-железных групп. Они состоят из железа-никеля и силикатов, и обычно привлекательно выглядят. Высокий контраст серебристой и черной матрицы, если отрезать пластину и отшлифовать, и случайных вкраплений, приводит к очень необычному виду. Слово мезосидерит произошло от греческого «половина» и «железо», и они очень редкие. В тысячах официальных каталогов метеоритов, мезосидеритов менее сотни.

Классификация видов метеорита

Классификация метеоритов комплексный и технический предмет и сказанное выше предназначено только в качестве краткого обзора темы. Методы классификации изменялись несколько раз за последние годы; известные метеориты переклассифицировали в другой класс.

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.

Как много метеоритов падает на Землю?

За сутки на Землю падает около 5-6 тонн метеоритного вещества. Это составляет около 2 тысяч тонн в год. Казалось бы - солидная цифра. Но большинство метеоритов сгорают в атмосфере, так и не долетев до земли. Из остальных значительная часть падает в океан или малонаселенные области - просто потому, что они занимают большую часть нашей планеты. И лишь в редких случаях падение метеорита происходит в населенной местности, на глазах у людей.

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.

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.

Железные метеориты представляют собой самую большую группу находок метеоритов за пределами жарких пустынь Африки и льдов Антарктиды, поскольку неспециалисты легко могут их опознать по металлическому составу и большому весу. Кроме того, они выветриваются медленнее каменных метеоритов и, как правило, имеют значительно большие размеры в силу высокой плотности и прочности, препятствующих их разрушению при прохождении через атмосферу и падении на землю.Несмотря на этот факт, а также то, что на железные метеориты общей массой более 300 тонн приходится более 80% общей массы всех известных метеоритов, они сравнительно редки. Железные метеориты часто находят и опознают, однако на их долю приходится лишь 5,7% всех наблюдавшихся падений.С точки зрения классификации железные метеориты делятся на группы по двум совершенно разным принципам. Первый принцип - своего рода реликт классической метеоритики и подразумевает разделение железных метеоритов по структуре и доминирующему минеральному составу, а второй представляет собой современную попытку разделения метеоритов на химические классы и соотнесения их с определенными родительскими телами.Структурная классификация Железные метеориты в основном состоят из двух железо-никелевых минералов - камазита с содержанием никеля до 7,5% и тэнита с содержанием никеля от 27% до 65%. Железные метеориты имеют специфическую структуру, зависящую от содержания и распределения того или другого минерала, на основании которой классическая метеоритика делит их на три структурных класса.Октаэдриты Гексаэдриты Атакситы Октаэдриты
Октаэдриты состоят из двух фаз металла – камасита (93,1% железа, 6,7% никеля, 0,2 кобальта) и тэнита (75,3% железа, 24,4% никеля, 0,3 кобальта) которые образуют объёмную восьмигранную структуры. Если такой метеорит отполировать и обработать его поверхность азотной кислотой, на поверхности проявляется так называемая видманштеттовая структура, восхитительная игра геометрических фигур. Эти группы метеоритов различаются в зависимости от ширины полос камазита: крупно структурные бедные никелем широкополосные октаэдриты с шириной полосы более 1,3 мм, средние октаэдриты с шириной полосы от 0,5 до 1,3 мм, а также мелкозернистые богатые никелем октаэдриты с шириной полосы менее 0,5 мм.Гексаэдриты Гексаэдриты почти полностью состоят из бедного никелем камазита и при полировке и травлении не обнаруживают видманштеттовой структуры. Во многих гексаэдритах после травления проявляются тонкие параллельные линии, так называемые неймановые линии, отражающие структуру камазита и, возможно, являющиеся следствием ударного воздействия, столкновения родительского тела гексаэдритов с другим метеоритом.Атакситы После травления атакситы не обнаруживают никакой структуры, но, в отличие от гексаэдритов, они почти полностью состоят из тэнита и содержат лишь микроскопические ламеллы камазита. Они относятся к самым богатым никелем (содержание которого превышает 16%), но и самым редким метеоритам. Однако мир метеоритов - это удивительный мир: как ни парадоксально, самый большой метеорит на Земле, метеорит Гоба из Намибии, весом более 60 тонн, относится к редкому классу атакситов.
Химическая классификация Помимо содержания железа и никеля, метеориты различаются по содержанию других минералов, а также по наличию следов редкоземельных металлов, таких как германий, галлий, иридий. Исследования соотношения содержания металлических микроэлементов и никеля показали наличие определенных химических групп железных метеоритов, причем считается, что каждая из них соответствует конкретному родительскому телу.Здесь мы кратко коснемся тринадцати установленных химических групп, причем следует отметить, что в них не попадают около 15% известных железных метеоритов, которые по химическому составу уникальны. По сравнению с железо-никелевым ядром Земли большинство железных метеоритов представляют ядра дифференцированных астероидов или планетоидов, которые должны были разрушиться вследствие катастрофического ударного воздействия, прежде чем упасть на Землю в виде метеоритов!Химические группы: IAB IC IIAB IIC IID IIE IIF IIIAB IIICD IIIE IIIF IVA IVB UNGR Группа IAB Значительная часть железных метеоритов принадлежит к этой группе, в которой представлены все структурные классы. Особенно часто среди метеоритов этой группы встречаются крупные и средние октаэдриты, а также богатые силикатами железные метеориты, т.е. содержащие более или менее крупные включения различных силикатов, химически близкородственных уинонаитам, редкой группе примитивных ахондритов. Поэтому считается, что обе группы происходят от одного и того же родительского тела. Нередко метеориты группы IAB содержат включения железосульфидного троилита бронзового цвета и черные графитовые зерна. Не только наличие этих рудиментарных форм углерода указывает на близкое родство группы IAB с каменноугольными хондритами; такой вывод позволяет сделать и распределение микроэлементов.Группа IC Значительно более редкие железные метеориты группы IC имеют большое сходство с группой IAB с той разницей, что они содержат меньше редкоземельных микроэлементов. Структурно они относятся к крупнозернистым октаэдритам, хотя известны и железные метеориты группы IC, имеющие другую структуру. Типичным для этой группы является частое наличие темных включений цементитного когенита при отсутствии силикатных включений.Группа IIAB Метеориты этой группы являются гексаэдритами, т.е. состоят из очень крупных отдельных кристаллов камазита. Распределение микроэлементов в железных метеоритах группы IIAB напоминает их распределение в некоторых каменноугольных хондритах и энстатитных хондритах, из чего можно заключить, что железные метеориты группы IIAB происходят от одного родительского тела.Группа IIC К железным метеоритам группы IIC относятся самые мелкозернистые октаэдриты с полосами камазита шириной менее 0,2 мм. Так называемый “заполняющий” плессит, продукт особенно тонкого синтеза тэнита и камазита, встречающийся также в других октаэдритах в переходной форме между тэнитом и камазитом, является основой минерального состава железных метеоритов группы IIC.Группа IID Метеориты этой группы занимают среднее положение на переходе к мелкозернистым октаэдритам, отличаясь сходным распределением микроэлементов и очень высоким содержанием галлия и германия. Большинство метеоритов группы IID содержат многочисленные включения железо-никелевого фосфата - шрайберзита, чрезвычайно твердого минерала, который часто затрудняет резку железных метеоритов группы IID.Группа IIE Структурно железные метеориты группы IIE относятся к классу среднезернистых октаэдритов и часто содержат многочисленные включения различных богатых железом силикатов. При этом, в отличие от метеоритов группы IAB, силикатные включения имеют форму не дифференцированных обломков, а затвердевших, часто четко выраженных капель, которые придают железным метеоритам группы IIE оптическую привлекательность. Химически метеориты группы IIE близкородственны Н-хондритам; возможно, обе группы метеоритов происходят от одного и того же родительского тела.Группа IIF В эту небольшую группу входят плесситовые октаэдриты и атакситы, имеющие высокое содержание никеля, а также очень высокое содержание таких микроэлементов, как германий и галлий. Существует определенное химическое сходство как с палласитами группы “Игл”, так и с каменноугольными хондритами групп СО и CV. Возможно, палласиты группы “Игл” происходят от того же родительского тела.Группа IIIAB После группы IAB самой многочисленной группой железных метеоритов является группы IIIAB. Структурно они относятся к крупно и среднезернистым октаэдритам. Иногда в этих метеоритах находят включения троилита и графита, в то время как силикатные включения крайне редки. Тем не менее существует сходство с палласитами основной группы, и сегодня считается, что обе группы происходят от одного родительского тела.
Группа IIICD Структурно метеориты группы IIICD являются самыми мелкозернистыми октаэдритами и атакситами, а по химическому составу они близкородственны метеоритам группы IAB. Как и последние, железные метеориты группы IIICD часто содержат силикатные включения, и сегодня считается, что обе группы происходят от одного родительского тела. Вследствие этого они также имеют сходство с уинонаитами, редкой группой примитивных ахондритов. Для железных метеоритов группы IIICD типичным является наличие редкого минерала гексонита (Fe,Ni) 23 C 6 , который присутствует исключительно в метеоритах.Группа IIIE Структурно и химически железные метеориты группы IIIE имеют большое сходство с метеоритами группы IIIAB, отличаясь от них уникальным распределением микроэлементов и типичными включениями гексонита, что роднит их с метеоритами группы IIICD. Поэтому не совсем ясно, образуют ли они самостоятельную группу, происходящую от отдельного родительского тела. Возможно, ответ на этот вопрос дадут дальнейшие исследования.Группа IIIF Структурно эта маленькая группа включает октаэдриты, от крупнозернистых до мелкозернистых, но отличается от других железных метеоритов как сравнительно небольшим содержанием никеля, так и очень низким содержанием и уникальным распределением некоторых микроэлементов.Группа IVA Структурно метеориты группы IVA относятся к классу мелкозернистых октаэдритов и отличаются уникальным распределением микроэлементов. Они имеют включения троилита и графита, в то время как силикатные включения крайне редки. Примечательным исключением является только аномальный метеорит Штейнбах, историческая немецкая находка, поскольку он почти наполовину состоит из красно-бурого пироксена в железо-никелевой матрице типа IVA. В настоящее время бурно обсуждается вопрос о том, является ли он продуктом ударного воздействия на IVA-родительское тело или родственником палласитов и, следовательно, железокаменным метеоритом.Группа IVB
Все железные метеориты группы IVB имеют высокое содержание никеля (около 17%) и структурно относятся к классу атакситов. Однако при наблюдении под микроскопом можно заметить, что они состоят не из чистого тэнита, а скорее имеют плесситовую природу, т.е. образовались за счет тонкого синтеза камасита и тэнита. Типичным примером метеоритов группы IVB является Гоба из Намибии, самый большой метеорит на Земле.Группа UNGR Этим сокращением, означающим “не входящие в группу”, обозначаются все метеориты, которые нельзя отнести к вышеупомянутым химическим группам. Несмотря на то, что в настоящее время исследователи делят эти метеориты на двадцать различных маленьких групп, для признания новой метеоритной группы, как правило, необходимо, чтобы в нее входили как минимум пять метеоритов, как установлено требованиями Международного номенклатурного комитета Метеоритного общества. Наличие этого требования препятствует поспешному признанию новых групп, которые в дальнейшем оказываются лишь ответвлением другой группы.

Метеорит — любой довольно небольшой природный объект из межпланетного пространства, т. е. , который пережил свое прохождение через атмосферу Земли и приземлился на поверхность.

Самый большой метеорит, который был обнаружен на Земле, был найден в 1920 году в Намибии и был назван метеоритом Хоба. Его ширина составляет 2,7 метра, вес — около 60 тонн, состоит из сплава железа и никеля. Самые маленькие метеориты, называемые микрометеоритами, имеют размеры от нескольких сотен микрометров (мкм) до 10 мкм и происходят от крошечных частиц, которые заполняют межпланетное пространство.

Лабораторные, астрономические и теоретические исследования показывают, что большинство метеоритов обнаруженных на Земле, представляют собой фрагменты астероидов, которые вращаются во внутренней части основного пояса, между 2,1 и 3,3 астрономическими единицами (AU) от Солнца. (Одна астрономическая единица — это среднее расстояние от Земли до Солнца — около 150 миллионов км.) Именно в этом регионе сильные гравитационные возмущения планетами, особенно Юпитером, могут вывести метеороиды на орбиты, пересекающие Землю.

Считается, что менее 1 процента метеоритов прилетают с Луны или Марса . С другой стороны, есть все основания полагать, что значительная часть обнаруженных микрометеоритов, дрейфующих в верхних слоях атмосферы Земли, происходят от комет. Хотя данные исследований метеоров показывают, что небольшая часть кометного материала, попадающего в атмосферу Земли в виде отдельных кусков, обладает достаточной прочностью, чтобы выжить и достичь поверхности.

Основной движущей силой исследования метеоритов является тот факт, что небольшие тела, такие как астероиды и кометы, скорее всего, хранят свидетельства событий, которые произошли в ранней солнечной системе.

Метеориты традиционно делятся на три широкие категории — каменистые метеориты, железные метеориты и каменно-железные метеориты.

Каменистые метеориты составляют около 94 процентов всех известных метеоритов, железные — около 5 процентов, а каменно-железные — около 1 процента. Существует значительное разнообразие в каждой категории, что приводит к многочисленным подразделениям, классам, группам и т. д., основанным на различиях в химии, минералогии и структуре.

Важно понимать, что классификация метеоритов основана главным образом на наблюдаемых характеристиках. Просто потому, что подразделения принадлежат к одной и той же категории, не обязательно следует, что все они состоят из метеоритов, которые имеют одинаковые или похожие родительские тела.

Действительно, чаще всего они не связаны. И наоборот, подразделения из разных категорий могут иметь общее происхождение. Например, если бы большой астероид расплавился, его более плотные металлические компоненты имели бы тенденцию опускаться к своему центру (его ядру), в то время как его менее плотный каменный материал образовывал бы мантию вокруг него. Этот процесс разделения известен как геохимическая дифференциация.

Когда дифференцированный астероид позже разрушается в результате столкновений, образцы его скалистой мантии и железного ядра могут быть представлены в трех основных категориях. Таким образом, задача исследователей состоит в том, чтобы определить, какие типы метеоритов связаны, а какие нет, а также определить процессы, которые отвечают за их огромное разнообразие.

Каменные метеориты

Хондриты

Самое фундаментальное различие между различными каменными метеоритами — между теми, которые когда-то были расплавленными, ахондритами и теми, которые не были хондритами. Хондриты были разделены на три основных класса — обычные, углеродистые и энстатитовые хондриты — они в свою очередь, были разделены на ряд групп.

Хондриты являются наиболее распространенными метеоритами (около 87 процентов каменистых метеоритов). Они также, пожалуй, самые важные. С точки зрения земных пород эти метеориты похожи на фрагменты ранее существовавших пород, сцементированных вместе.

Они представляют собой механическую смесь компонентов, которые образовались в солнечной системе или даже раньше. Возможно, более примечательно, что составы хондритов очень похожи на состав Солнца, за исключением отсутствия (в хондритах) очень летучих элементов, таких как водород и гелий.

Солнце содержит более 99 процентов массы Солнечной системы. Следовательно, состав Солнца должен быть очень близок к среднему составу Солнечной системы, когда она сформировалась. В результате состав Солнца может служить эталоном. Отклонения в составе метеорита от этого эталонного состава дают представление о процессах, которые влияли на формирование его материнского тела и компонентов в нем.

Хондры

Метеориты классифицируются как хондриты на основе присутствия в них небольших сферических тел (обычно около 1 мм в диаметре), называемых хондрами. Судя по их форме и текстуре кристаллов в них, хондры были свободно плавающими расплавленными каплями в солнечной системе.

Имитационные эксперименты показывают, что хондры образуются в результате «мгновенного» нагрева (до пиковых температур 1400–1800°C, а затем быстрого охлаждения до 10–1000°C за час. Размеры, состав и пропорции разных типов хондр варьируются от одного метеорита к другому. Это означает, что образование хондров должно быть довольно локализованным процессом.

Классификация

Как можно понять из предыдущего обсуждения, признаки, наблюдаемые в настоящее время в хондритах, отражают процессы из двух отдельных эпизодов: те, которые привели к образованию хондритных родительских тел, и те, которые позже изменили материал в родительских телах. В результате хондриты классифицируются двумя дополнительными способами. На основе концентраций их основных элементов (железа, магния, кремния, кальция и алюминия) и их степени окисления, изотопных составов кислорода и петрологии (например, обилие хондр и размер хондр.

Кроме того, в каждой из групп метеориты различаются по степени термического превращения или водного изменения. Эти различия называются петрологическими типами; они разбиты на таблицы по петрологическим типам. Типы 2 и 1 представляют увеличивающиеся степени изменения водой, а типы с 3 по 6 (некоторые исследователи расширяют типы до 7) отражают увеличивающиеся степени изменения при нагревании.

Таким образом, метеорит, который подвергся обширному изменению в воде, будет классифицирован как тип 1, а метеорит, который испытал температуры чуть ниже температуры плавления, будет тип 6 (или 7). Метеорит, который оставался полностью неизменным ни одним из процессов, поскольку его образование находилось бы на границе типов 2 и 3.

В качестве примера того, как применяются два метода классификации, углеродистый хондрит, известный как метеорит Альенде, падение которого произошло в 1969 году, классифицирован как CV3. Это указывает на то, что он принадлежит к группе CV и петрологическому типу 3 второй таблицы.

CI углеродистые хондриты

Возможно, наиболее интересным типом хондрита является группа CI углеродистых хондритов. Строго говоря, можно задаться вопросом, почему такие метеориты вообще называют хондритами, поскольку они не содержат хондр. Фактически, из всех типов метеоритов хондриты CI наиболее близки по составу к Солнцу. Следовательно, при разработке схемы классификации имеет смысл сгруппировать их с хондритами.

Поскольку хондриты CI химически очень похожи на Солнце — и, таким образом, так похожи на средний состав формирующейся солнечной системы — некоторые ученые предположили, что они имеют кометное, а не астероидное происхождение. Считается, что кометы представляют собой наиболее неизмененный материал в Солнечной системе. Несмотря на трудности с этой идеей, научные знания о природе и происхождении комет все еще ограничены, что делает неразумным полное исключение этой интригующей возможности.

Ахондриты

Ахондриты, их название означает «без хондритов», представляют собой относительно небольшую, но разнообразную группу метеоритов. Большинство ахондритов, собранных на Земле, получены из астероидов, но считается, что одна небольшая группа пришла с Марса, а другая с Луны.

Тремя самыми многочисленными астероидными ахондритовыми группами являются обриты, ховардит-эвкрит-диогенитная ассоциация и уреилиты. Обриты также известны как энхатриты энстатита. Как и класс хондритов энстатита, обриты происходят из родительских тел, которые образовались в условиях химического восстановления. В результате они содержат элементы в форме менее распространенных соединений — например, кальция в качестве сульфидного минерала олдхамит (CaS), а не в его более обычных силикатных и карбонатных формах.

Метеориты ховардит, эвкрит и диогенит (HED) произошли от одного и того же астероидного тела Весты, второго по величине члена пояса астероидов. Они также были связаны с мезосидеритами, группой каменистых железных метеоритов. Изучение метеоритов показывает, что Веста имела сложную историю, которая включала в себя плавление, сегрегацию металла в ядро, кристаллизацию, метаморфизм и процесс, при котором удар разрушает породу.

Железные метеориты

Железные метеориты — это куски более плотного металла, которые отделялись от менее плотных силикатов, когда их материнские тела были хотя бы частично расплавлены.

Скорее всего, они произошли из сердцевины их родительских астероидов, хотя некоторые исследователи предположили, что металл, вместо того, чтобы образовывать единое хранилище, мог бы объединяться более локально, создавая структуру, напоминающую хлеб с изюмом, с кусками металла в качестве «изюма». Последнее могло бы произойти, если бы астероид подвергся локализованному ударному плавлению, а не плавлению всего тела.

Железные метеориты в основном состоят из железо-никелевых минералов: камасита с низким содержанием никеля и таенита с высоким содержанием никеля. Обилие этих двух минералов сильно влияет на структуру железных метеоритов.

Когда-то железные метеориты были классифицированы по содержанию никеля и структуре Видманштеттена, но это было в значительной степени заменено химической классификацией, основанной на содержании галлия, германия и никеля. Наиболее распространенные классы имеют довольно скучные названия IAB, IIAB, IIIAB, IVA и IVB.

Есть множество других небольших классов и уникальных железных метеоритов. Предполагая, что большинство железных метеоритов сформировалось в ядрах родительских астероидов, изменения в составе и свойствах железных метеоритов в данном классе отражают изменяющиеся условия во время затвердевания этих ядер. На содержание галлия и германия в расплавленном металле никель-железо процесс кристаллизации относительно не влияет, но они чувствительны к условиям, при которых образуется исходный астероид.

Таким образом, железные метеориты с аналогичным содержанием галлия и германия, вероятно, связаны друг с другом, либо потому, что они произошли от одного и того же астероида, либо потому, что их родительские астероиды образовались в одном времени и месте. На содержание никеля, с другой стороны, влияет кристаллизация, поскольку никель имеет тенденцию концентрироваться в тех частях железо-никелевого металла, которые все еще находятся в расплавленном состоянии. В результате содержание никеля может быть использовано для определения последовательности кристаллизации в классах железных метеоритов.

Железные метеориты IAB, IIICD и IIE обладают геохимическими характеристиками, отличными от характеристик других классов. Их происхождение остается неопределенным, но они могли быть получены в результате ударных процессов.

Железокаменные метеориты

Железокаменные метеориты содержат примерно одинаковое количество силикатных минералов и никель-железного металла. Они делятся на две группы: палласиты и мезозидериты. Палласиты состоят из сети никель-железного металла, в которой установлены кристаллы силикатного минерала оливина. Кристаллы оливина обычно имеют диаметр около 0,5 см.

Палласиты образуются на границе раздела областей расплавленного никель-железного металла и расплавленных силикатов. Области расплавленного металла никель-железо могли быть внешними ядрами астероидов или, менее вероятно, зернами в астероидах, где собирался металл. Точно так же области расплавленного силиката могли быть самыми глубокими слоями силикатной мантии.

Связь метеоритов с астероидами

Если метеоритный материал поступает из определенных областей пояса астероидов, то астероиды в таких регионах должны иметь химический и минералогический состав, наблюдаемый в метеоритах. Поверхностный минералогический состав астероидов, в принципе, может быть определен непосредственно по наблюдениям с Земли доли солнечного света, который они отражают (альбедо), и спектра отраженного света (спектр отражения).

Вместе с тем был разработан ряд процессов, делающих связь определенных астероидов с различными группами метеоритов гораздо более сложной, чем можно было ожидать.

Хотя нет двух спектров астероидного отражения в деталях, но большинство астероидов делятся на две основные группы: класс S и класс C. Астероиды класса S имеют умеренные альбедо и содержат смеси оливина, пироксена и металлического железа. Это те же самые минералы, которые встречаются в обычных хондритах, но они также присутствуют в ряде других типов метеоритов.

Астероиды класса C имеют низкие альбедо, и их более бесполезные спектры указывают на присутствие светопоглощающих материалов, хотя по меньшей мере половина имеет спектральные характеристики, связанные с железосодержащими водными силикатами. Можно рассматривать астероиды класса С в качестве возможных источников для определенных групп углеродистых хондритовых метеоритов. Однако их низкий альбедо и спектральные признаки гидросиликатов делают их маловероятными источниками обычных хондритов.

Возраст метеоритов и их компонентов

Когда планеты и астероиды сформировались, они содержали много различных радиоактивных изотопов, или радионуклидов. Распад радионуклидов происходит с характерной скоростью. Время, необходимое половине атомов некоторого количества радионуклида для распада, период полураспада, является обычным способом представления скорости распада.

Многие радионуклиды имеют период полураспада, аналогичный или превышающий возраст Солнечной системы. По этой причине их часто называют долгоживущими радионуклидами. В результате их долговечности, они все еще присутствуют в метеоритах и на Земле, и используются для определения возраста метеоритов.

Ученые обычно определяют возраст камня или метеорита с помощью изохронного метода.

В дополнение к долгоживущим радионуклидам в ранней Солнечной системе присутствовал ряд короткоживущих радионуклидов. Большинство из них имеют период полураспада всего несколько миллионов лет или меньше. Они давно сгнили и не могут быть использованы для непосредственного получения абсолютных эпох. Однако их исходное обилие в некоторых объектах все еще может быть определено методом изохрона.

Сравнивая исходные количества короткоживущего радионуклида в различных объектах, ученые могут определить их относительный возраст. Если один или несколько из этих объектов также имели свои абсолютные возрасты, определенные с помощью долгоживущих радионуклидов, относительные возрасты могут быть преобразованы в абсолютные.

Попытка установить абсолютные возрасты для относительных возрастов, которые были определены из различных короткоживущих радионуклидов, была в центре внимания многих современных исследований, но это оказалось трудным. Это связано с тем, что короткоживущие радионуклиды обычно ведут себя химически совершенно по-разному друг от друга и от долгоживущих изотопов. Тем не менее, учитывая древность метеоритов, ученые разработали удивительно точную картину хронометража событий в ранней Солнечной системе.

Обновлено 24.10.2018

каменные метеориты – в составе метеорита преобладает минеральный материал

железные метеориты - в составе метеорита доминирует металлическая составляющая

железно-каменные метеориты – метеорит состоит из смешанного материала

Это традиционная, классическая классификация метеоритов, достаточно простая и удобная. Однако современная научная классификация метеоритов основывается на разделении по группам, в которых у метеоритов имеются общие физические, химические, изотопные и минералогические свойства...

Каменные метеориты

оливины (Fe, Mg)2 - (фаялит Fe2 и форстерит Mg2)

пироксены (Fe, Mg)2Si2O6 - (ферросилит Fe2Si2O6 и энстатит Mg2Si2O6)

В ахондритах хондры отсутствуют. Установлено, что ахондриты являются обломками планет и астероидов, например метеориты с Марса и Луны являются ахондритами. Структура и состав этих каменных метеоритов близкие к земным базальтам. Ахондриты являются достаточно распространенным типом метеоритов (около 8% от всех найденных метеоритов).

Каменные метеориты содержат включения никелистого железа (как правило, не более 20% массы), а также другой . По оценкам специалистов возраст каменных метеоритов около 4,5 миллиарда лет.

Железные метеориты

На этот тип метеоритов наиболее четко реагирует даже обычный . Излом метеорита имеет характерный металлический блеск. Кора плавления имеет серый или коричневый цвет, поэтому визуально сложно.

Железно-каменные метеориты

Мезосидериты это очень редкий тип метеоритов (около 0,5% падений). В состав мезосидеритов входят в примерно равных пропорциях железо, никель и силикатные минералы, такие как пироксены, оливин, полевой шпат.

Наиболее ценными, как с точки зрения науки, так и с точки зрения бизнеса на метеоритах и коллекционирования являются в первую очередь , а также все "семейство" железно-каменных метеоритов.

Related tags : виды метеоритов, типы метеоритов, классификация метеоритов, каменные метеориты, железо - каменные метеориты, железные метеориты, хондриты, ахондриты, палласиты, мезосидериты, какие бывают метеориты, химический состав метеоритов, метеорит в разрезе, метеорит на изломе