Метеорит - бұл планетаның бетіне құлаған, өлшемі 2 мм немесе одан да көп болатын табиғи ғарыштық шыққан қатты дене. Планетаның бетіне жеткен және өлшемдері 10 микроннан 2 мм-ге дейінгі денелерді әдетте микрометеориттер деп атайды; ұсақ бөлшектер – ғарыштық шаң. Метеориттердің құрамы мен құрылымы әртүрлі. Бұл ерекшеліктер олардың пайда болу шарттарын көрсетеді және ғалымдарға күн жүйесі денелерінің эволюциясын сенімдірек бағалауға мүмкіндік береді.
Химиялық құрамы мен құрылымы бойынша метеориттердің түрлері
Метеориттік зат негізінен әртүрлі пропорциядағы минералды және металл компоненттерінен тұрады. Минералды бөлігі темір-магний силикаттары, металл бөлігі никельді темірмен ұсынылған. Кейбір метеориттердің құрамында кейбір маңызды белгілерді анықтайтын және метеориттің шығу тегі туралы ақпарат беретін қоспалар бар.
Метеориттер химиялық құрамы бойынша қалай бөлінеді? Дәстүрлі түрде үш үлкен топ бар:
- Тас метеориттер - силикат денелері. Олардың ішінде маңызды құрылымдық айырмашылықтары бар хондриттер мен ахондриттер бар. Сонымен, хондриттер минералды матрицада қосындылардың - хондрулалардың болуымен сипатталады.
- Темір метеориттері,негізінен никель темірінен тұрады.
- Темір тас - аралық құрылымды денелер.
Метеориттердің химиялық құрамын ескеретін классификациядан басқа, құрылымдық ерекшеліктеріне қарай «аспан тастарын» екі кең топқа бөлу принципі де бар:
- дифференциацияланған, оған тек хондриттер кіреді;
- дифференциацияланбаған – метеориттердің барлық басқа түрлерін қамтитын кең топ.
Хондриттер - протопланетарлық дискінің қалдықтары
Метеориттердің бұл түрінің айырықша ерекшелігі хондрула болып табылады. Көбінесе олар эллиптикалық немесе сфералық пішінді, өлшемі шамамен 1 мм болатын силикат түзілімдері. Хондриттердің элементтік құрамы Күннің құрамымен дерлік бірдей (егер ең ұшқыш, жеңіл элементтерді – сутегі мен гелийді алып тастасақ). Осы фактіге сүйене отырып, ғалымдар хондриттер күн жүйесі пайда болған кезде тікелей протопланеталық бұлттан түзілген деген қорытындыға келді.
Бұл метеориттер ешқашан магмалық дифференциациядан өткен үлкен аспан денелерінің бөлігі болған емес. Хондриттер протопланетарлық заттардың конденсациялануы мен аккрециясы нәтижесінде пайда болды, сонымен бірге кейбір жылу әсерлері болды. Хондриттер заты өте тығыз - 2,0-ден 3,7 г/см3 дейін - бірақ нәзік: метеоритті қолмен ұсақтауға болады.
Осы типтегі метеориттердің құрамын егжей-тегжейлі қарастырайық, олардың ішінде ең көп таралғаны (85,7%).
Көміртекті хондриттер
Көміртекті үшінхондриттер (С-хондриттер) силикаттардағы темірдің жоғары мөлшерімен сипатталады. Олардың қара түсі магнетиттің, сондай-ақ графит, күйе және органикалық қосылыстар сияқты қоспалардың болуына байланысты. Сонымен қатар, көміртекті хондриттерде гидросиликаттармен (хлорит, серпентин) байланысқан су бар.
Бірқатар белгілері бойынша С-хондриттер бірнеше топқа бөлінеді, олардың бірі – CI-хондриттер – ғалымдардың ерекше қызығушылығын тудырады. Бұл денелер ерекше, оларда хондрула жоқ. Бұл топтың метеориттерінің заты жылулық әсерге мүлдем ұшырамаған деп болжанады, яғни протопланетарлық бұлттың конденсациялану уақытынан бері ол іс жүзінде өзгеріссіз қалды. Бұл күн жүйесіндегі ең көне денелер.
Метеориттердегі органикалық заттар
Көміртекті хондриттер құрамында хош иісті және қаныққан көмірсутектер, сондай-ақ карбон қышқылдары, азотты негіздер (тірі ағзаларда олар нуклеин қышқылдарының құрамына кіреді) және порфириндер сияқты органикалық қосылыстар бар. Метеорит жер атмосферасынан өткен кездегі жоғары температураға қарамастан, көмірсутектер жақсы жылу изоляторы ретінде қызмет ететін балқу қыртысының пайда болуы арқылы сақталады.
Бұл заттар, ең алдымен, абиогенді болып табылады және көміртекті хондриттер жасын ескере отырып, протопланетарлық бұлт жағдайында бастапқы органикалық синтез процестерін көрсетеді. Демек, жас Жер өзінің өмір сүруінің ең ерте кезеңдерінде өмірдің пайда болуы үшін бастапқы материалға ие болды.
Қарапайым жәнеэнстатитті хондриттер
Ең көп тарағаны – кәдімгі хондриттер (олардың атауы да осыдан). Бұл метеориттерде силикаттардан басқа, никель темірі бар және 400–950 °C температурада және 1000 атмосфераға дейінгі соққы қысымында термиялық метаморфизмнің іздері бар. Бұл денелердің хондрулалары көбінесе пішіні дұрыс емес; олардың құрамында зиянды заттар бар. Қарапайым хондриттерге, мысалы, Челябі метеориті жатады.
Энстатитті хондриттер құрамында темірдің негізінен металл түрінде болуымен, ал силикат компоненті магнийге (энстатит минералы) бай болуымен сипатталады. Метеориттердің бұл тобында басқа хондриттерге қарағанда ұшқыш қосылыстар азырақ болады. Олар 600-1000 °C температурада термиялық метаморфизмге ұшырады.
Осы топтардың екеуіне де жататын метеориттер көбінесе астероидтардың фрагменттері болып табылады, яғни олар жер қойнауының дифференциация процестері жүрмейтін шағын протопланеталық денелердің бөлігі болды.
Диференциацияланған метеориттер
Енді осы үлкен топтағы метеориттердің қандай түрлері химиялық құрамы бойынша ерекшеленетінін қарастырайық.
Біріншіден, бұл тас ахондриттер, екіншіден, темір-тас және үшіншіден, темір метеориттер. Оларды аталған топтардың барлық өкілдері астероид немесе планеталық өлшемдегі, ішкі бөлігі материя дифференциациясынан өткен массивті денелердің фрагменттері болып табылатындығы біріктіреді.
Диференцияланған метеориттердің арасында ретінде кездеседіастероидтардың фрагменттері мен Айдың немесе Марстың бетінен құлаған денелер.
Диференцияланған метеориттердің ерекшеліктері
Ахондриттің құрамында арнайы қосындылар жоқ және металға кедей болғандықтан, силикат метеорит болып табылады. Құрамы мен құрылымы бойынша ахондриттер жер және ай базальттарына жақын. Сақталған жердегі протопланета деп есептелетін Веста мантиясынан шыққан деп есептелетін HED метеориттері үлкен қызығушылық тудырады. Олар Жердің жоғарғы мантиясының ультрамафикалық жыныстарына ұқсас.
Тас-темір метеориттер - паллазит және мезосидерит - никель-темір матрицасында силикат қосындыларының болуымен сипатталады. Паллазиттер өз атауын 18 ғасырда Красноярск маңынан табылған әйгілі Паллас темірінің құрметіне алды.
Темір метеориттерінің көпшілігінің қызықты құрылымы бар – құрамында әртүрлі никель бар никельді темірден жасалған «видманстеттен фигуралары». Мұндай құрылым никельді темірдің баяу кристалдануы жағдайында пайда болды.
«Аспан тастары» затының тарихы
Хондриттер – Күн жүйесінің қалыптасуының ең көне дәуірі – планетаға дейінгі заттардың жинақталуы және планеталық денелердің – болашақ планеталардың эмбриондарының туу уақытының хабаршылары. Хондриттердің радиоизотоптық даталауы олардың жасының 4,5 миллиард жылдан асатынын көрсетеді.
Дифференцияланған метеориттерге келетін болсақ, олар бізге планеталық денелердің құрылымының қалыптасуын көрсетеді. Оларзаттың балқу мен қайта кристалданудың айқын белгілері бар. Олардың қалыптасуы кейіннен толық немесе ішінара жойылуға ұшыраған сараланған ата-аналық органның әртүрлі бөліктерінде орын алуы мүмкін. Бұл метеориттердің қандай химиялық құрамын, әр жағдайда қандай құрылым пайда болғанын анықтайды және оларды жіктеуге негіз болады.
Дифференцияланған аспан қонақтарында ата-аналық денелердің ішектерінде болған процестердің реттілігі туралы мәліметтер де бар. Бұл, мысалы, темір-тас метеориттер. Олардың құрамы ежелгі протопланетаның жеңіл силикат және ауыр металл компоненттерінің толық бөлінбегенін куәландырады.
Әртүрлі типтегі және жастағы астероидтардың соқтығысу және бөлшектену процестерінде олардың көпшілігінің беткі қабаттарында әртүрлі шығу тегі аралас фрагменттері жиналуы мүмкін. Содан кейін, жаңа соқтығыс нәтижесінде ұқсас «композициялық» фрагмент бетінен қағылды. Мысал ретінде хондриттер мен металл темірдің бірнеше түрлерінің бөлшектері бар Кайдун метеоритін келтіруге болады. Сондықтан метеориттік материяның тарихы көбінесе өте күрделі және түсініксіз.
Қазіргі таңда астероидтар мен планеталарды автоматты планетааралық станциялардың көмегімен зерттеуге көп көңіл бөлінуде. Әрине, бұл жаңа ашылуларға және метеориттер сияқты күн жүйесінің (және біздің планетамыздың да) тарихының осындай куәгерлерінің шығу тегі мен эволюциясын тереңірек түсінуге ықпал етеді.
