شهاب سنگ جسم جامدی با منشأ کیهانی طبیعی است که به سطح سیاره سقوط کرده است و اندازه آن ۲ میلی متر یا بیشتر است. اجسامی که به سطح سیاره رسیده‌اند و اندازه‌هایی از 10 میکرون تا 2 میلی‌متر دارند معمولاً میکروشهاب‌سنگ نامیده می‌شوند. ذرات کوچکتر غبار کیهانی هستند. شهاب سنگ ها با ترکیب و ساختار متفاوتی مشخص می شوند. این ویژگی‌ها شرایط منشأ آنها را منعکس می‌کنند و به دانشمندان این امکان را می‌دهند که با اطمینان بیشتری درباره تکامل اجرام منظومه شمسی قضاوت کنند.
انواع شهاب سنگ ها بر اساس ترکیب شیمیایی و ساختار
مواد شهاب سنگی عمدتاً از اجزای معدنی و فلزی به نسبت های مختلف تشکیل شده است. بخش معدنی سیلیکات آهن-منیزیم است، بخش فلزی توسط آهن نیکل نشان داده شده است. برخی از شهاب‌سنگ‌ها حاوی ناخالصی‌هایی هستند که برخی از ویژگی‌های مهم را تعیین می‌کنند و حاوی اطلاعاتی درباره منشا شهاب‌سنگ هستند.
شهاب سنگ ها بر اساس ترکیب شیمیایی چگونه تقسیم می شوند؟ به طور سنتی، سه گروه بزرگ وجود دارد:
- شهاب‌سنگ‌های سنگی اجسام سیلیکاتی هستند. از جمله کندریت ها و آکندریت ها هستند که تفاوت های ساختاری مهمی دارند. بنابراین، کندریت ها با وجود آخال ها - کندرول ها - در ماتریس معدنی مشخص می شوند.
- شهاب‌سنگ‌های آهنی،عمدتاً از آهن نیکل تشکیل شده است.
- سنگ آهن - بدنه‌های ساختار متوسط.
علاوه بر طبقه بندی که ترکیب شیمیایی شهاب سنگ ها را در نظر می گیرد، اصل تقسیم "سنگ های بهشتی" به دو گروه گسترده بر اساس ویژگی های ساختاری نیز وجود دارد:
- متمایز که فقط شامل کندریت ها می شود؛
- تمایز نشده - گروه گسترده ای که شامل همه انواع دیگر شهاب سنگ ها می شود.
کندریت ها بقایای یک دیسک پیش سیاره ای هستند
یکی از ویژگی های بارز این نوع شهاب سنگ ها، کندرول ها هستند. آنها بیشتر سازندهای سیلیکات به شکل بیضوی یا کروی با اندازه حدود 1 میلی متر هستند. ترکیب عنصری کندریت ها تقریباً با ترکیب خورشید یکسان است (اگر فرارترین و سبک ترین عناصر - هیدروژن و هلیوم را حذف کنیم). بر اساس این واقعیت، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که کندریت ها در سپیده دم وجود منظومه شمسی مستقیماً از یک ابر پیش سیاره ای تشکیل شده اند.
این شهاب‌سنگ‌ها هرگز بخشی از اجرام بزرگ آسمانی که قبلاً تحت تمایز ماگمایی قرار گرفته‌اند، نبوده‌اند. کندریت ها از تراکم و تجمع ماده پیش سیاره ای تشکیل شدند، در حالی که برخی از اثرات حرارتی را تجربه کردند. ماده کندریت ها کاملاً متراکم است - از 2.0 تا 3.7 گرم در سانتی متر3 - اما شکننده است: یک شهاب سنگ را می توان با دست خرد کرد.
بیایید نگاهی دقیق‌تر به ترکیب شهاب‌سنگ‌هایی از این نوع بیندازیم، رایج‌ترین (۸۵.۷%) از همه.
کندریت های کربنی
برای کربن دارکندریت ها (C-chondrites) با محتوای بالای آهن در سیلیکات ها مشخص می شوند. رنگ تیره آنها به دلیل وجود مگنتیت و همچنین ناخالصی هایی مانند گرافیت، دوده و ترکیبات آلی است. علاوه بر این، کندریت های کربن دار حاوی آب متصل به هیدروسیلیکات (کلریت، سرپانتین) هستند.
با توجه به تعدادی از ویژگی ها، C-کندریت ها به چند گروه تقسیم می شوند، یکی از آنها - CI-کندریت ها - مورد توجه دانشمندان استثنایی است. این اجسام از این نظر منحصر به فرد هستند که حاوی کندرول نیستند. فرض بر این است که ماده شهاب سنگ های این گروه به هیچ وجه تحت تأثیر حرارتی قرار نگرفته است، یعنی از زمان تراکم ابر پیش سیاره ای عملاً بدون تغییر باقی مانده است. اینها قدیمی ترین اجرام منظومه شمسی هستند.
آلی در شهاب سنگها
کندریت‌های کربنی حاوی ترکیبات آلی مانند هیدروکربن‌های معطر و اشباع و همچنین اسیدهای کربوکسیلیک، بازهای نیتروژنی (در موجودات زنده بخشی از اسیدهای نوکلئیک هستند) و پورفیرین هستند. علیرغم دمای بالایی که یک شهاب سنگ هنگام عبور از جو زمین تجربه می کند، هیدروکربن ها با تشکیل پوسته ذوبی که به عنوان یک عایق حرارتی خوب عمل می کند، حفظ می شوند.
این مواد، به احتمال زیاد، منشأ بیوژنیک دارند و با توجه به سن کندریت‌های کربنی، فرآیندهای سنتز آلی اولیه را در شرایط یک ابر پیش سیاره‌ای نشان می‌دهند. بنابراین زمین جوان در ابتدایی ترین مراحل وجودش منبع پیدایش حیات را داشت.
معمولی وکندریت انستاتیت
رایج ترین آنها کندریت های معمولی هستند (از این رو نام آنها). این شهاب‌سنگ‌ها علاوه بر سیلیکات‌ها، حاوی آهن نیکل و آثار دگرگونی حرارتی در دمای 400 تا 950 درجه سانتیگراد و فشار ضربه‌ای تا 1000 اتمسفر هستند. غضروف های این اجسام اغلب نامنظم هستند. آنها حاوی مواد آواری هستند. کندریت های معمولی شامل شهاب سنگ چلیابینسک هستند.
کندریت های انستاتیت با این واقعیت مشخص می شوند که حاوی آهن عمدتاً به شکل فلزی هستند و جزء سیلیکات آن غنی از منیزیم (معدنی انستاتیت) است. این گروه از شهاب سنگ ها حاوی ترکیبات فرار کمتری نسبت به سایر کندریت ها هستند. آنها در دمای 600-1000 درجه سانتیگراد دچار دگرگونی حرارتی شدند.
شهاب‌سنگ‌های متعلق به هر دوی این گروه‌ها اغلب قطعاتی از سیارک‌ها هستند، یعنی بخشی از اجرام پیش سیاره‌ای کوچکی بودند که فرآیندهای تمایز زیرسطحی در آنها انجام نمی‌شد.
شهاب‌سنگ‌های متمایز
حالا بیایید به بررسی این موضوع بپردازیم که چه نوع شهاب سنگ هایی از نظر ترکیب شیمیایی در این گروه بزرگ متمایز می شوند.
اول، اینها آکندریت های سنگی هستند، ثانیاً، سنگ آهن و سوم، شهاب سنگ های آهنی. آنها با این واقعیت متحد می شوند که همه نمایندگان گروه های ذکر شده قطعاتی از اجرام عظیم با اندازه سیارک یا سیاره هستند که فضای داخلی آنها دستخوش تمایز ماده شده است.
در میان شهاب سنگ های متمایز یافت می شودتکه‌های سیارک‌ها و اجسامی که از سطح ماه یا مریخ به بیرون پرتاب شده‌اند.
ویژگی های شهاب سنگ های متمایز
آکندریت حاوی اجزاء خاصی نیست و از نظر فلز ضعیف است، یک شهاب سنگ سیلیکات است. از نظر ترکیب و ساختار، آکندریت ها به بازالت های زمینی و قمری نزدیک هستند. گروهی از شهاب‌سنگ‌های HED که به نظر می‌رسد از گوشته وستا سرچشمه می‌گیرد، بسیار جالب توجه است، که تصور می‌شود یک پیش سیاره زمینی حفظ شده باشد. آنها شبیه سنگ های اولترامافیک گوشته بالایی زمین هستند.
شهاب‌سنگ‌های سنگی-آهنی - پالازیت و مزوسیدریت - با حضور آخال‌های سیلیکات در یک زمینه نیکل-آهن مشخص می‌شوند. پالازیت ها نام خود را به افتخار آهن معروف پالاس یافت شده در نزدیکی کراسنویارسک در قرن هجدهم به خود گرفتند.
بیشتر شهاب سنگ های آهنی ساختار جالبی دارند - "شکل های widmanstetten" که توسط آهن نیکل با محتوای نیکل متفاوت تشکیل شده است. چنین ساختاری در شرایط تبلور آهسته آهن نیکل تشکیل شد.
تاریخچه ماده "سنگ های بهشتی"
کندریت ها پیام رسان هایی هستند از کهن ترین دوران شکل گیری منظومه شمسی - زمان انباشته شدن ماده پیش از سیاره و تولد سیاره های کوچک - جنین های سیارات آینده. سن یابی کندریت ها با رادیوایزوتوپ نشان می دهد که سن آنها از 4.5 میلیارد سال فراتر رفته است.
در مورد شهاب‌سنگ‌های متمایز، آنها شکل‌گیری ساختار اجرام سیاره‌ای را به ما نشان می‌دهند. آنهااین ماده علائم مشخصی از ذوب و تبلور مجدد دارد. شکل‌گیری آنها می‌تواند در قسمت‌های مختلف بدن متفاوت والدین اتفاق بیفتد، که متعاقباً تحت تخریب کامل یا جزئی قرار گرفت. این مشخص می کند که چه ترکیب شیمیایی شهاب سنگ ها، چه ساختاری در هر مورد تشکیل شده است، و به عنوان مبنایی برای طبقه بندی آنها عمل می کند.
مهمانان آسمانی متمایز همچنین حاوی اطلاعاتی در مورد توالی فرآیندهایی هستند که در روده های بدن والدین اتفاق افتاده است. برای مثال، شهاب‌سنگ‌های سنگ آهن از این قبیل هستند. ترکیب آنها گواه جدایی ناقص اجزای سیلیکات سبک و فلزات سنگین در پیش سیاره باستانی است.
در فرآیندهای برخورد و تکه تکه شدن سیارک‌ها با انواع و سن‌های مختلف، لایه‌های سطحی بسیاری از آنها می‌توانند قطعات مخلوطی با منشاء مختلف را جمع کنند. سپس، در نتیجه یک برخورد جدید، یک قطعه "کامپوزیت" مشابه از سطح بیرون زده شد. به عنوان مثال، شهاب سنگ کایدون حاوی ذرات مختلفی از کندریت ها و آهن فلزی است. بنابراین تاریخچه ماده شهاب سنگی اغلب بسیار پیچیده و گیج کننده است.
در حال حاضر، توجه زیادی به مطالعه سیارک ها و سیارات با کمک ایستگاه های بین سیاره ای خودکار شده است. البته، به اکتشافات جدید و درک عمیق تر از منشأ و تکامل چنین شاهدانی در تاریخ منظومه شمسی (و همچنین سیاره ما) به عنوان شهاب سنگ ها کمک خواهد کرد.
