Метеоритом називають впало на поверхню планети тверде тіло природного космічного походження розміром від 2 мм Тіла, що досягли поверхні планети і мають розміри від 10 мкм до 2 мм, прийнято іменувати микрометеоритами; більш дрібні частинки – це космічна пил. Метеорити характеризуються різним складом і структурою. Ці особливості відображають умови їх походження і дозволяють вченим більш упевнено судити про еволюцію тіл Сонячної системи.
Типи метеоритів по хімічному складу і структурі
Метеоритну речовину в основному складено мінеральними і металевими компонентами в різних пропорціях. Мінеральна частина – це залізо-магнієві силікати, металева представлена никелистым залізом. Частина метеоритів містить домішки, що визначають деякі важливі особливості і несуть інформацію про походження метеорита.
Як метеорити поділяються за хімічним складом? Традиційно виділяють три великі групи:
- Кам’яні метеорити – силікатні тіла. Серед них виділяють хондрити і ахондриты, мають важливі структурні відмінності. Так, хондритам властиво наявність включень – хондр – в мінеральній матриці.
- Залізні метеорити, що складаються переважно з нікелістого заліза.
- Залізокам’яні – тіла проміжного будови.
Крім класифікації, що враховує хімічний склад метеоритів, існує також принцип підрозділу «небесних каменів» на дві великі групи за структурними ознаками:
- диференційовані, до яких належать тільки хондрити;
- недиференційовані – велика група, що включає всі інші типи метеоритів.
Хондрити – залишки протопланетного диска
Відмінна риса цього типу метеоритів – хондры. Вони представляють собою здебільшого силікатні освіти еліптичної або сферичної форми, розміром близько 1 мм Елементний склад хондритів практично ідентичний складу Сонця (якщо виключити найбільш леткі, легкі елементи – водень і гелій). На підставі цього факту вчені прийшли до висновку, що хондрити утворилися на зорі існування Сонячної системи безпосередньо з протопланетного хмари.
Ці метеорити ніколи не були частиною великих небесних тіл, що вже пройшли магматичну диференціацію. Сформувалися хондрити шляхом конденсації і аккреції протопланетного речовини, при цьому зазнавши деякий тепловий вплив. Речовина хондритів досить щільне – від 2,0 до 3,7 г/см3, – але крихке: метеорит можна розкришити рукою.
Розглянемо докладніше, які за складом бувають метеорити цього типу, найбільш поширеного (85,7 %) з усіх.
Вуглисті хондрити
Для вуглистих хондритів (З-хондритів) характерно великий вміст заліза в силікатах. Їх темний колір обумовлений присутністю магнетиту, а також таких домішок, як графіт, сажа і органічні сполуки. Крім того, вуглисті хондрити містять пов’язану в гидросиликатах (хлорит, серпентин) воду.
По ряду ознак З-хондрити поділяються на кілька груп, одна з яких – CI-хондрити – являє виключний інтерес для вчених. Ці тіла унікальні тим, що не містять хондр. Передбачається, що речовина метеоритів цієї групи взагалі не піддавалося термічній дії, тобто залишився практично незмінним з часу конденсації протопланетного хмари. Це найдавніші тіла Сонячної системи.
Органіка в складі метеоритів
У вуглистих хондритах виявляються такі органічні сполуки, як ароматичні і насичені вуглеводні, а також карбонові кислоти, азотисті основи (в живих організмах вони входять до складу нуклеїнових кислот) і порфірини. Незважаючи на високі температури, яким піддається метеорит при проходженні через атмосферу землі, вуглеводні зберігаються завдяки утворенню кори плавлення, служить хорошим теплоізолятором.
Ці речовини, найімовірніше, мають абиогенное походження і свідчать про процеси первинного органічного синтезу вже в умовах протопланетного хмари, враховуючи вік вуглистих хондритів. Так що молода Земля вже на самих ранніх етапах свого існування мала вихідним матеріалом для виникнення життя.
Звичайні та энстатитовые хондрити
Найбільш часто зустрічаються звичайні хондрити (звідси і їх назва). Ці метеорити містять крім силікатів никелистое залізо і несуть сліди теплового метаморфізму при температурах 400-950 °C і ударних тисках до 1000 атмосфер. Хондры цих тіл часто мають неправильну форму; в них присутня уламковий матеріал. До звичайним хондритам відноситься, наприклад, Челябінський метеорит.
Энстатитовые хондрити характеризуються тим, що залізо у них міститься в основному в металевій формі, а силікатний компонент багатий магнієм (мінерал энстатит). У складі метеоритів цієї групи менше летких сполук, ніж у інших хондритів. Вони піддавалися тепловому метаморфізму при температурах 600-1000 °C.
Метеорити, що відносяться до обох цих груп, часто являють собою уламки астероїдів, тобто вони побували в складі протопланетных тел невеликого розміру, в яких не проходили процеси диференціації надр.
Диференційовані метеорити
Звернемося тепер до розгляду того, які типи метеоритів виділяються за хімічним складом в цій великій групі.
По-перше, це кам’яні ахондриты, по-друге, залізокам’яні і, по-третє, залізні метеорити. Об’єднує їх те, що всі представники перелічених груп є фрагментами масивних тіл астероїдного або планетного розміру, надра яких зазнали диференціації речовини.
Серед диференційованих метеоритів зустрічаються уламки астероїдів, так і тіла, вибиті з поверхні Місяця або Марса.
Особливості диференційованих метеоритів
Ахондрит не містить особливих включень і, будучи бідний металом, являє собою силікатна метеорит. За складом і структурі ахондриты близькі до земних і місячних базальтам. Великий інтерес представляє група метеоритів HED, ймовірно, походять з мантії Вести, яка вважається збереглася протопланетой земної групи. Вони схожі з ультраосновными породами верхньої мантії Землі.
Залізокам’яні метеорити – палласиты і мезосидериты – характеризуються наявністю силікатних включень в матриці з нікелістого заліза. Палласиты отримали свою назву на честь знайденого в XVIII столітті під Красноярськом знаменитого Палласова заліза.
Більшість залізних метеоритів відрізняються цікавою структурою – «видманштеттеновыми фігурами», освіченими никелистым залізом з різним вмістом нікелю. Така структура сформувалася в умовах повільній кристалізації нікелістого заліза.
Історія речовини «небесних каменів»
Хондрити – це посланці з найдавнішої епохи становлення Сонячної системи – часу акумуляції допланетного речовини і зародження планетезималей – зародків майбутніх планет. Радіоізотопні датування хондритів показують, що вік їх перевищує 4,5 млрд років.
Що стосується диференційованих метеоритів, то вони демонструють нам формування структури планетних тел. Їх речовина має виразні ознаки плавлення і перекристалізації. Освіта їх могло відбуватися в різних частинах диференційованого батьківського тіла, згодом зазнала повного або часткового руйнування. Це визначає, який хімічний склад метеоритів, яка структура утворилися в кожному конкретному випадку, і служить основою для їх класифікації.
Диференційовані небесні гості також містять інформацію про послідовності процесів, протікаючих в надрах батьківських тел. Такі, наприклад, залізокам’яні метеорити. Склад їх свідчить про неповний поділ легких силікатних і важких металевих компонентів древньої протопланети.
У процесах зіткнення і дроблення астероїдів різних типів і віку в поверхневих шарах багатьох з них могло відбуватися накопичення перемішаних фрагментів різного походження. Потім в результаті нового зіткнення подібний «композитний» осколок вибивався з поверхні. Прикладом може служити метеорит Кайдун, що містить частинки декількох типів хондритів і металеве залізо. Так що історія метеоритного речовини часто вельми складна і заплутана.
В даний час велика увага приділяється дослідженню астероїдів і планет за допомогою автоматичних міжпланетних станцій. Безумовно, воно буде сприяти новим відкриттям і більш глибоке розуміння походження та еволюції таких свідків історії Сонячної системи і нашої планети в тому числі), як метеорити.
