Meteorit je pevné teleso prírodného kozmického pôvodu, ktoré dopadlo na povrch planéty s veľkosťou 2 mm alebo viac. Telesá, ktoré dosiahli povrch planéty a majú veľkosť od 10 mikrónov do 2 mm, sa zvyčajne nazývajú mikrometeority; menšie častice sú kozmický prach. Meteority sa vyznačujú rôznym zložením a štruktúrou. Tieto znaky odrážajú podmienky ich pôvodu a umožňujú vedcom s istotou posúdiť vývoj telies slnečnej sústavy.
Typy meteoritov podľa chemického zloženia a štruktúry
Meteorická hmota sa skladá hlavne z minerálnych a kovových zložiek v rôznych pomeroch. Minerálnu časť tvoria kremičitany železa a horčíka, kovovú časť predstavuje železo nikel. Niektoré meteority obsahujú nečistoty, ktoré určujú niektoré dôležité vlastnosti a nesú informácie o pôvode meteoritu.
Ako sa delia meteority podľa chemického zloženia? Tradične existujú tri veľké skupiny:
- Kamenné meteority sú silikátové telesá. Medzi nimi sú chondrity a achondrity, ktoré majú dôležité štrukturálne rozdiely. Takže chondrity sa vyznačujú prítomnosťou inklúzií - chondrúl - v minerálnej matrici.
- Železné meteority,pozostávajúce prevažne z niklového železa.
- Železný kameň - telesá strednej štruktúry.
Okrem klasifikácie, ktorá zohľadňuje chemické zloženie meteoritov, existuje aj princíp rozdelenia „nebeských kameňov“do dvoch širokých skupín podľa štruktúrnych znakov:
- diferencované, ktoré zahŕňajú iba chondrity;
- undiferenciated - rozsiahla skupina, ktorá zahŕňa všetky ostatné typy meteoritov.
Chondrity sú pozostatky protoplanetárneho disku
Výrazným znakom tohto typu meteoritov sú chondruly. Sú to väčšinou silikátové útvary elipsovitého alebo guľovitého tvaru, veľké asi 1 mm. Elementárne zloženie chondritov je takmer totožné so zložením Slnka (ak vylúčime najprchavejšie, ľahké prvky – vodík a hélium). Na základe tejto skutočnosti vedci dospeli k záveru, že chondrity vznikli na úsvite existencie slnečnej sústavy priamo z protoplanetárneho oblaku.
Tieto meteority nikdy neboli súčasťou veľkých nebeských telies, ktoré už prešli magmatickou diferenciáciou. Chondrity vznikli kondenzáciou a narastaním protoplanetárnej hmoty, pričom dochádzalo k určitým tepelným účinkom. Látka chondritov je pomerne hustá - od 2,0 do 3,7 g / cm3 - ale krehká: meteorit sa dá rozdrviť ručne.
Pozrime sa bližšie na zloženie meteoritov tohto typu, najbežnejších (85,7 %) zo všetkých.
Uhlíkaté chondrity
Pre uhlíkatéchondrity (C-chondrity) sa vyznačujú vysokým obsahom železa v kremičitanoch. Ich tmavá farba je spôsobená prítomnosťou magnetitu, ako aj nečistôt, ako je grafit, sadze a organické zlúčeniny. Okrem toho uhlíkaté chondrity obsahujú vodu viazanú v hydrosilikátoch (chloritan, hadec).
Podľa množstva znakov sa C-chondrity delia do niekoľkých skupín, z ktorých jedna – CI-chondrity – je pre vedcov mimoriadne zaujímavá. Tieto telá sú jedinečné v tom, že neobsahujú chondruly. Predpokladá sa, že látka meteoritov tejto skupiny nebola vôbec vystavená tepelnému nárazu, to znamená, že zostala prakticky nezmenená od času kondenzácie protoplanetárneho oblaku. Toto sú najstaršie telesá v slnečnej sústave.
Organické látky v meteoritoch
Uhlíkaté chondrity obsahujú organické zlúčeniny ako aromatické a nasýtené uhľovodíky, ale aj karboxylové kyseliny, dusíkaté zásady (v živých organizmoch sú súčasťou nukleových kyselín) a porfyríny. Napriek vysokým teplotám, ktoré zažíva meteorit pri prechode zemskou atmosférou, sa uhľovodíky zadržiavajú tvorbou topiacej sa kôry, ktorá slúži ako dobrý tepelný izolátor.
Tieto látky sú s najväčšou pravdepodobnosťou abiogénneho pôvodu a vzhľadom na vek uhlíkatých chondritov naznačujú procesy primárnej organickej syntézy už v podmienkach protoplanetárneho oblaku. Takže mladá Zem už v najskorších štádiách svojej existencie mala zdrojový materiál pre vznik života.
Bežné aenstatitskí chondriti
Najbežnejšie sú obyčajné chondrity (odtiaľ ich názov). Tieto meteority obsahujú okrem kremičitanov aj železo niklu a nesú stopy tepelnej metamorfózy pri teplotách 400–950 °C a rázových tlakoch až 1000 atmosfér. Chondruly týchto teliesok majú často nepravidelný tvar; obsahujú úlomky materiálu. Medzi bežné chondrity patrí napríklad Čeľabinský meteorit.
Enstatitové chondrity sa vyznačujú tým, že obsahujú železo prevažne v kovovej forme a silikátová zložka je bohatá na horčík (minerál enstatit). Táto skupina meteoritov obsahuje menej prchavých zlúčenín ako iné chondrity. Prešli tepelnou metamorfózou pri teplotách 600-1000 °C.
Meteority patriace do oboch týchto skupín sú často fragmentmi asteroidov, to znamená, že boli súčasťou malých protoplanetárnych telies, v ktorých neprebiehali procesy podpovrchovej diferenciácie.
Diferencované meteority
Prejdime teraz k úvahe o tom, aké typy meteoritov sa v tejto veľkej skupine vyznačujú chemickým zložením.
Po prvé, sú to kamenné achondrity, po druhé železo-kamene a po tretie železné meteority. Spája ich skutočnosť, že všetci zástupcovia uvedených skupín sú úlomkami masívnych telies veľkosti asteroidov alebo planet, ktorých vnútro prešlo diferenciáciou hmoty.
Medzi diferencovanými meteoritmi sa nachádzajú naprfragmenty asteroidov a telesá vyrazené z povrchu Mesiaca alebo Marsu.
Vlastnosti diferencovaných meteoritov
Achondrit neobsahuje špeciálne inklúzie a keďže je chudobný na kov, je to silikátový meteorit. Zložením a štruktúrou sú achondrity blízke pozemským a lunárnym baz altom. Veľmi zaujímavá je skupina meteoritov HED, o ktorých sa predpokladá, že pochádzajú z plášťa Vesty, o ktorej sa predpokladá, že ide o zachovanú pozemskú protoplanétu. Sú podobné ultramafickým horninám vo vrchnom plášti Zeme.
Kamenno-železité meteority - pallasit a meosiderit - sa vyznačujú prítomnosťou silikátových inklúzií v matrici niklu a železa. Pallasity dostali svoje meno na počesť slávneho pallasského železa nájdeného neďaleko Krasnojarska v 18. storočí.
Väčšina železných meteoritov má zaujímavú štruktúru - "widmanstettenove postavy", tvorené niklovým železom s rôznym obsahom niklu. Takáto štruktúra sa vytvorila v podmienkach pomalej kryštalizácie niklového železa.
História podstaty „nebeských kameňov“
Chondrity sú poslovia z najstaršej éry formovania Slnečnej sústavy – doby akumulácie predplanetárnej hmoty a zrodu planetezimál – embryí budúcich planét. Rádioizotopové datovanie chondritov ukazuje, že ich vek presahuje 4,5 miliardy rokov.
Pokiaľ ide o diferencované meteority, ukazujú nám formovanie štruktúry planetárnych telies. ichlátka má zreteľné znaky topenia a rekryštalizácie. Ich formovanie mohlo prebiehať v rôznych častiach diferencovaného rodičovského tela, ktoré následne prešlo úplnou alebo čiastočnou deštrukciou. Toto určuje, aké chemické zloženie meteoritov, aká štruktúra sa v každom prípade vytvorila a slúži ako základ pre ich klasifikáciu.
Rozlišovaní nebeskí hostia obsahujú aj informácie o postupnosti procesov, ktoré prebiehali v útrobách materských tiel. Takými sú napríklad železno-kamenné meteority. Ich zloženie svedčí o neúplnom oddelení ľahkých silikátových a ťažkých kovových zložiek starovekej protoplanéty.
V procesoch kolízie a fragmentácie asteroidov rôznych typov a veku sa v povrchových vrstvách mnohých z nich môžu hromadiť zmiešané fragmenty rôzneho pôvodu. Potom bol v dôsledku novej kolízie podobný „kompozitný“fragment vyrazený z povrchu. Príkladom je meteorit Kaidun obsahujúci častice niekoľkých typov chondritov a kovového železa. Takže história meteoritickej hmoty je často veľmi zložitá a mätúca.
V súčasnosti sa veľká pozornosť venuje štúdiu asteroidov a planét pomocou automatických medziplanetárnych staníc. Samozrejme, prispeje to k novým objavom a hlbšiemu pochopeniu pôvodu a vývoja takých svedkov histórie Slnečnej sústavy (a našej planéty), ako sú meteority.
