Камни с неба

 

Еще совсем недавно наши предки считали, что купол неба над ними каменный и могли привести очень веские аргументы своему мнению – осколки «небесной тверди», которые время от времени падали на землю. Да и по чему иначе двигаться Солнцу и Луне? Не по воздуху же?

Ну а если серьёзно, то прилетевшие с неба камни всегда вызывали у людей трепетное отношение. Их и приковывали цепями (чтоб не улетели назад на небо), и делали из них священные предметы и даже памятники, 

 

 

Кинжал, выкованный из метеорита
 

иногда просто поклонялись (Кааба), а иногда наоборот – предавали «всеочищающему огню», закапывали или утапливали. Но всегда метеориты были предметом повышенного интереса.

 

Кааба

Как понять, что перед тобой метеорит? Вообще говоря, метеориты бывают "упавшие" и "найденные". Если несколько человек видели полёт, а потом нашли упавший камень с характерными признаками, то вот он перед нами – камень из Внеземелья. Если же камень попался случайно, то он пройдёт ещё долгий и трудный путь, пока эксперты не признают в нём небесного гостя.

Подавляющее число «метеоритов» (а вернее ВСЕ), приносимых авторам с гордым криком «А я метеорит нашёл!» оказались кусками металлургических отливок или компонентами производства сплавов железа (ферромарганец, феррохром и т.д.), один раз был осколок лёгкого металлического кремния. Почему-то народ думает, что метеорит обязательно железный и блестит. А потому сразу давайте разберём, как выглядит метеорит.

Метеорит, принадлежащий Солнечной системе (а других пока не найдено, да и вряд ли будет найдено на Земле) может встретиться с Землёй на скорости до 72 км/с. Вначале тело вступает во взаимодействие с очень разреженной верхней атмосферой. Если тело массивное, то это никак не влияет на его состояние и движение. Но если масса тела ненамного превышает массу молекулы, то оно может полностью затормозиться уже в верхних слоях атмосферы и будет медленно оседать к земной поверхности под действием силы тяжести. Оказывается, таким путем, то есть в виде пыли, на Землю попадает ежедневно порядка 100 т внеземного вещества.

А вот более крупных объектов в день подлетает всего 1 т. Их торможение начинается в плотных слоях атмосферы, на высотах менее 100 км. Перед метеоритом образуется ударная волна сжатого и разогретого воздуха. Поверхность нагревается до плавления и даже испарения. Набегающие газовые струи разбрызгивают и уносят с поверхности расплавленный материал. Раскаленные газы, а также капельки и частички, уносимые с поверхности тела, светятся и создают явление метеора или болида. Если масса тела не слишком велика, а его скорость находится в диапазоне от 11 км/с до 22 км/с (это возможно на "догоняющих" Землю траекториях), то метеорит может долететь до земной поверхности. Торможение в атмосфере может полностью погасить его горизонтальную скорость, и дальнейшее падение будет происходить почти вертикально со скоростью 50-150 м/с, при которой сила тяжести сравнивается с сопротивлением воздуха. С такими скоростями на Землю упало большинство метеоритов. Их поверхность обожжена или оплавлена характерными ямками

 

 

 

 

При очень большой массе (более 100 т) метеорит не успевает ни сгореть, ни сильно затормозиться – он ударяется о поверхность Земли с космической скоростью. Громадное количество кинетической энергии одномоментно переходит в тепло и происходит взрыв. На земной поверхности образуется взрывной кратер

 

 

 В результате значительная часть метеорита и окружающие породы плавятся и испаряются. На Земле известно около 175 метеоритных кратеров. Самый крупный из достоверных кратер Вредефорт, расположенный в Южной Африке, заметен только на космических снимках поскольку ему около 2 млрд. лет и эрозия сделала своё дело

 

 

 Есть подозрения, что льды Антарктиды скрывают кратер Земли Уилкса диаметром 500 километров. Крупнейший в России и пятый кратер на Земле – Попигайская котловина. Она расположена на севере Сибирской платформы, в бассейне реки Хатанги, в долине ее правого притока реки Попигай. Размеры внутреннего кратера составляют 75 км, а внешний диаметр достигает 100 км. Катастрофа произошла 30 млн. лет назад

 

 

Неравномерность нагрева поверхности и внутренней области метеорита, огромные аэродинамические нагрузки (до 1000 атм.) способны разрушить абсолютное большинство падающих тел. Только наиболее прочные метеориты способны их выдержать и долететь до земной поверхности. Но чаще такие метеориты либо сгорают целиком, либо выпадают в виде так называемого метеоритного дождя – града осколков.

Почему-то «счастливым первооткрывателям метеоритов» кажется, что метеорит обязательно железный. Но это не так. Железных метеоритов – 5,7%, железо-каменных – 1,5%, всего чуть больше 7%. Остальные (хондриты и ахондриты) – каменные

 

 

Мы не случайно оставили деление каменных метеоритов на два класса – хондритов и ахондритов, вместе с тем опустив классификацию всех остальных. Это деление принципиально. Хондриты по происхождению – первичная материя, из которой образовалась Солнечная система. Если не учитывать самые летучие элементы (H, He, O и некоторые другие), то состав хондритов очень близок к элементному составу Солнца.

Хондриты названы так из-за наличия необычных включений сферической или эллиптической формы - хондр, включенных в более темное вещество – матрицу

 

 

 Размер хондр бывает от микроскопических до сантиметровых. Иногда они занимают до 50% объема метеорита. Хондры и матрица практически не различаются по составу и состоят в основном из мелкокристаллических железо-магнезиальных силикатов и стекол. В целом вещество хондритов сравнительно плотное (2,0 - 3,7 г/см3), но хрупкое. Достаточно небольшого усилия для того, чтобы раскрошить в руках хондритовый метеорит. Видимо, это пыль первичного протопланетного облака, собравшаяся сначала в хондры, а затем и в рыхлые метеоритные образования. Породы такого типа на Земле нет.

Ахондриты, железные и железокаменные метеориты образуют вторую большую группу, так называемую группу дифференцированных метеоритов. Это название означает, что они получились в результате разделения вещества первичного состава в результате каких-то космических процессов. Первоначально существовала красивая гипотеза про планету Фаэтон, разорванную притяжением соседа-гиганта Юпитера. Но последние исследования говорят, что все метаморфические процессы, приведшие к образованию метеоритов этой группы возможны и на крупных астероидах.

Менее многочисленна вторая группа каменных метеоритов – ахондриты. В них нет хондр и они химически не похожи на хондриты, поскольку имеют несолнечный состав. Ахондриты - это породы, почти мономинеральные оливиновые или пироксеновые (силикаты железа-магния). Они похожи на земные (и лунные) базальты, прошедшие магматическую дифференциацию, обеднены железом и предполагается, что образовались из исходного первичного (хондритового) вещества в одном процессе дифференциации, который дал и железные метеориты.

Железные метеориты почти целиком состоят из никелистого железа и содержат небольшие количества минералов в виде включений. Никелистое железо (FeNi) - это твердый раствор никеля в железе. При высоком содержании никеля (30-50%) никелистое железо находится в основном в форме минерала тэнита, при низком (6-7%) содержании никеля в метеорите никелистое железо состоит почти из одного минерала.

Большинство железных метеоритов имеет удивительную структуру: они состоят из параллельных камаситовых пластин (по-разному ориентированных) с прослойками, состоящими из тэнита, на фоне из тонкозернистой смеси камасита и тэнита. Толщина пластин камасита разная - от долей миллиметра до сантиметра, и для каждого метеорита – своя.

Если полированную поверхность распила железного метеорита протравить раствором кислоты, то проявится его характерная внутренняя структура в виде "видманштеттеновых фигур"

 

 

Названы они в честь А. де Видманштеттена, наблюдавшего их первым в 1808 г. Такие фигуры обнаруживаются только в метеоритах и связаны с необычайно медленным (в течение миллионов лет) процессом остывания никелистого железа и фазовыми превращениями в его монокристаллах.

Самая небольшая (1,5%) группа железокаменных метеоритов является как бы пограничной зоной между двумя последними группами. В сплошной матрице из никелистого железа заключены кристаллы светлозелёного магнезиального оливина, их обломки или другие перекристаллизованные силикаты

 

 

С метеоритами тесно связано происхождение некоторых земных минералов и весьма специфических образований – импактитов. Гигантские давление и температура, резко возникающие и исчезающие, приводят к образованию таких необычных для земной коры минералов как коэсит, стишовит, лонсдейлит, лешательерит, маскеленит, чаоит и др., известных только профессионалам. Но один из таких минералов знают все – это алмаз. При ударе метеорита в известняковые породы, создаются все условия для возникновения алмаза. Крупнейшая в нашей стране астроблема – Попигайская котловина – является месторождением алмазов с запасами, превышающими запасы всех кимберлитовых провинций мира. Но кристаллы импактного алмаза как правило мелки (не более 1 см), мутны и трещиноваты, цвет их бурый или черный, иногда жёлтый – короче, это не ювелирное сырьё. А стоимость добычи в условиях Заполярья велика – дешевле выращивать синтетику в автоклавах в Подмосковье

(http://webmineral.ru/minerals/image.php?id=7619)

 

 

Если же кратер образуется в силикатных породах, то они плавятся и разлетаются в разные стороны каплями зеленоватого стекла, называющимися тектитами. Каждая область нахождения тектитов приурочена к своему метеоритному кратеру и имеет собственное название: австралиты, индошиниты (правильно было бы индокитайиты), молдавиты (по немецкому названию реки Молдау – теперь в Чехии реку называют Влтава), филиппиниты и другие.

 

 

Долгое время особняком стояло «ливийское стекло», находимое в виде корок огромной площади в египетской Ливийской пустыне. Кратера рядом не было и горячие головы уже брались утверждать, что это следы термоядерной войны, погубившей предыдущую цивилизацию. Но потом кратер всё-таки нашёлся в сотне километров к юго-востоку. Видимо, удар метеорита был совсем скользящим, и выброс расплава произошёл в одном направлении. Во время катастрофы оазис Дакхла напоминал собой африканскую саванну и уже был заселен первобытными людьми - произошло это около 29 тыс. лет назад. Ливень из расплавленного стекла - вот это был стресс.

 

АНДРЕЙ ГОРШКОВ, г. Владимир


Другие статьи