какие свойства и признаки характерны для метеоритов
Общая информация
Долгое время наука не признавала никаких небесных камней. В конце XVIII века Парижская академия приняла постановления, которое считало теорию о метеоритах лженаучной.
Ученые изучили образец хондрита, но не смогли подтвердить его космическую природу.
В 1875 году в Африке в районе озера Чад упал метеорит. Его диаметр был десять метров, но информация о необычном объекте пришла в Великобританию с опозданием. Поэтому экспедиция была отправлена только спустя 15 лет. Ученые добрались до находки, но было уже поздно: тело уничтожили слоны, так как им нравилось точить бивни о камень. Воронка была размыта дождями.
Метеориты изучали российские академики:
Существование небесных камней признали только в середине XIX века. В России создан специальный комитет при Академии наук, который занимается сбором и изучением метеоритов. В 2016 году был создан специальный аппарат, который позволил изучать внутреннюю структуру тела.
В литературе можно найти одно популярное определение метеорита — это твердое тело космического происхождения, которое упало на поверхность крупного небесного объекта. Его размер может быть от нескольких сантиметров до десятков метров. Крупные экземпляры не долетают до поверхности, сгорают в атмосфере и рассыпаются на разные осколки.
Твердое тело врывается в земную атмосферу со скоростью от 11 до 73 км/сек. Из-за трения начинается горение, поэтому поверхность достигает объект, который потерял в массе. Удар происходит на большой скорости и это позволяет выделяться энергий. Часть метеорита и окружающих его горных пород испаряются.
Процесс сопровождается сильным взрывом и образованием кратеров, размеры которых превышают параметры тела. Породы меняют структуру и состав. В случае небольшой скорости падения значительного выделения энергии не будет, поэтому размер кратера будет сопоставим небесному камню. Сам объект после такого может уцелеть и представлять интерес для ученых.
Прохождение твердых тел через атмосферу вызывает метеоритный дождь. При нем на поверхность падает множество мелких осколков. Не стоит путать это явление с метеорным дождем — он способен нанести значительный ущерб.
Основные классификации
В основе группировок лежат разные признаки. По доминирующему составу выделяют три группы — минеральные (каменные), металлические (железные, или сидериты), смешанные (железокаменные). Такое разделение применялось еще в XIX веке, но оно не имеет особого смысла.
Более ценное разделение по химическому составу. По этому критерию можно выделить множество видов метеоритов:
Каждая категория подразделяется на множество подгрупп. Подробное изучение разных типов небесных тел позволило выделить несколько признаков. Первый — это кора плавления, которая покрывает объект в виде тонкой скорлупы. Особенно хорошо ее видно на каменных разновидностях.
Не каждый сможет назвать отличия метеорита от окаменелости. Бывает достаточно визуального осмотра — небесное тело черного цвета, выглядит опаленным, словно покрытым плотной пленкой или коркой. Но в большинстве случаев нужны специальные исследования.
Состав и происхождение
Благодаря тому, что были найдены образцы твердых тел, ученые получили материал для изучения. Не удалось обнаружить новых веществ в составе метеоритов. Чаще всего в них находят восемь компонентов — железо, никель, сера, магний, кремний, алюминий, кальций и кислород. Есть и другие вещества, но они находятся в очень малом количестве.
У железных небесных тел интересное строение. Поверхность полируют, делают блестящей, после чего травят слабым раствором кислоты. Сверху проступает необычный узор из полосок и каемок.
Если внимательно посмотреть на разлом каменного небесного тела, то можно заметить необычную структуру. На поверхности видны небольшие шарики — это части никелистого железа.
О происхождение метеоритов ученые спорят до сих пор. Считается, что это осколки больших твердых тел, которые когда-то существовали в Солнечной системе. На Земле неоднократно находили лунные и марсианские осколки. По всей видимости, Луна и Марс когда-то столкнулись с крупными небесными объектами. Метеориты этого вида самые дорогие — их стоимость на аукционах доходит до тысячи долларов за грамм.
Каменные метеориты встречаются чаще всего. Люди не всегда могут отличить их от обычных камней. Объекты, которые упали недавно отличаются красивой глянцевой поверхностью и они притягиваются к магниту. Иногда внутри находятся небольшие вкрапления — хондры. Они являются древнейшей известной материей и она очень ценная для изучения.
Некоторые факты
Ученые примерно подсчитали, что ежесуточно на Землю из космоса падает около 5 тонн небесных тел, за год это цифра составляет около 2000 тонн. Вес каждого экземпляра колеблется от нескольких грамм до сотен килограмм.
Самая большая воронка от падения находится в Антарктиде, кратер называется Земля Уилкса, его диаметр составляет 500 км. Ученые считают, что воронка образовалась больше 200 млн лет назад. Существует теория, которая связывает падение такого крупного объекта с пермско-триасовым вымиранием. Воронку обнаружили только в 1962 году.
Второй по величине кратер находится в Канаде. Самая древняя воронка была обнаружена в ЮАР, в ней был основан город Вредефорт. Предположительно тело упало 4 млрд лет назад.
Самый большой объект космического происхождения, который смогли обнаружить ученые — это метеорит Гоба. Он упал в Намибии 80 тысяч лет назад. Считается, что его масса составляла 90 тонн.
О метеоритах можно рассказать много интересных фактов. Например, каменные небесные тела имеют магнитные свойства — это объясняется тем, что в состав входит никелистое железо.
Подобные твердые тела могут представлять серьезную опасность. В 2013 году над Челябинском разрушится метеорит, и это вызвало серию ударных волн. Во многих здания выпали оконные рамы, разбились стекла, в отдельных местах пострадали входные двери. Нарушилась мобильная связь. Большинство осколков было найдено в районе Чебаркуля. Самый крупный фрагмент весил 654 кг.
Если бы такой метеорит ударился о поверхность — последствия взрыва были очень серьезными и гораздо разрушительными. Поэтому это событие стало известным на весь мир.
Разные специалисты изучали небесные тела. Академик А. Ю. Розанов искал остатки живых организмов в углистых хондритах. Результаты своих наблюдений он изложил в статьях.
В астрономии небесные тела активно изучаются. Ученые всего мира занимаются сбором твердых тел, которые тщательно описываются и хранятся. Материал используют для экспериментов и в качестве экспонатов в музее. Особо крупные экземпляры имеют собственное название.
Не всегда понятна разница между астероидами и метеоритами. Астероид — это каменная глыба неправильной формы, которая вращается на орбите между Марсом и Юпитером.
Сбор метеоритов может быть увлекательным делом для коллекционера. В литературе можно найти описания разных видов — эта информация позволяет сделать поиск интересным мероприятием. Например, после взрыва космического объекта над Чебаркулем, местные жители обнаружили большое количество мелких осколков. Материал скупили коллекционеры.
Структура метеоритов и их отличительные признаки
По сути, состав и структура метеоритов формирует определённые особенности, характеристики и свойства. Какие же они?
Альенде (наиболее изученный метеорит)
Структура метеоритов
На самом деле, строение внеземных тел, попавших к нам, отличается друг от друга. В зависимости от структурных признаков, выделяют такие виды метеоритов:
Дифференцированные (ахондриты, железные и железо-каменные) — обширная группа, к которой относятся осколки или части космических объектов астероидной или планетной величины. Более того, их вещество претерпело разделение на составные элементы, то есть дифференцированно.
Они представляют особый интерес, поскольку отражают то, где и как формируется структура небесных тел.
Недифференцированные (хондриты) не подвергшиеся дифференцированию вещества. Как уже указывалось, они появились напрямую из протопланетного облака.
Железо-каменный палласит
Помимо целых образований, иногда обнаруживают только осколки метеорита. Однако даже один метеоритный кусок может многое рассказать о нём. Благодаря изучению и множествам исследованиям выяснили, что структура метеоритов кристаллическая, причем очень мелкая, крошечная. Она имеет довольно сложное строение и отличается высокой плотностью.
Органика небесных тел, упавших на Землю
По данным учёных, в этих небесных объектах присутствуют органические вещества, которые, возможно, имеют биогенную природу. Что указывает на возможность существования внеземной жизни. Однако, еще раз повторим, это только возможно.
Есть вероятность синтезирования содержащихся веществ абиогенно, то есть не биологическим путём. Если говорить кратко, то органика в метеоритах представлена насыщенными и ароматическими углеводородами, карбоновыми кислотами и азотистыми соединениями.
Углеводородные представители космоса имеют кору плавления, которая служит теплоизолятором. За счет чего, значительная часть материала сохраняется практически в неизменном виде. А это позволяет более полно изучать их состав и структуру.
Конечно, в найденных на Земле объектах доля органики не такая большая, как например, железа или силикатов. Но всё же она есть.
Некоторые признаки метеорита
В действительности, отличительными признаками метеоритных тел являются кора плавления, регмалипты и магнитность.
Что такое кора плавления, в принципе, примерно понятно из названия. Стоит отметить, что этот слой, покрывающий всё вещество, образуется при попадании в земную атмосферу. Поскольку происходит нагревание тела, при этом температура может достигать 18000 °C.
Собственно говоря, кора плавления — тонкая оболочка из метеоритного вещества, которая плавится, а затем твердеет. В большинстве случаев имеет матовую поверхность чёрного цвета. Хотя внутри вещество светлее.
Кора плавления каменных метеоритов
А вот регмалипты представляют собой небольшие углубления, возникающие в результате испарения вспыхивающего, сильно нагретого вещества. То есть на поверхности метеоритов они также появляются при прохождении сквозь атмосферные слои планеты.
Вдобавок ко всему, метеоритные объекты обладают магнитными качествами. Это связано, главным образом, с химическим составом. Потому как в них в той или иной степени содержится никелистое железо. Которое, можно сказать, является сильным магнитным веществом. Между прочим, оно может намагничиваться даже под действием слабого электромагнитного поля.
Текстура метеорита
Итак, состояние метеорита в воздухе и на поверхности несколько изменяется. Потому как во время полёта с ним происходят тепловые изменения и внутри, и снаружи. А упав, точнее приближаясь к земной коре, они остывают. Таким образом, можно сказать, что особенности метеоритных тел складываются при их попадании в атмосферу Земли.
Метеориты
Из истории
Метеориты. Эти космические странники издавна волновали сердца людей. Глядя в ночное небо над головой, каждый из нас, хоть раз видел, как будто одна из звезд срывается со своего места и стремительно падает, прочертив яркий след в небе. Представьте же, как удивлялись люди века и тысячелетий назад, когда падение метеорита происходило на их глазах. Громовой гул, шипение и треск, огненный шар проносится по небу и падает с невероятным грохотом! Память об этом событии становилась легендами и мифами, а люди хранили осколки небесного камня как священные реликвии. Не удивительно, что даже ученые долгое время отказывались признать метеориты реальностью, считая рассказы о них вымыслом. И только исследования в 1794 году Палласова железа – крупного метеорита, найденного в Сибири, смогли подтвердить внеземное происхождение этих объектов.
С тех пор прошло больше двухсот лет, и сегодня метеориты находятся под пристальным вниманием ученых из разных отраслей науки. Метеориты стали частью мировой популярной культуры, они появляются в фильмах и фантастических романах. Пора и нам, наконец, узнать, что же представляют из себя эти гости из космоса.
Что такое метеорит?
Помимо планет и звезд, в космосе имеется много различных объектов. Есть астероиды – тела, похожие на планеты, но далеко не такие огромные. У астероидов есть свои орбиты вокруг Солнца, у некоторых даже имеются спутники. Есть космическая пыль – мельчайшие частицы вещества, рассредоточенные в космическом пространстве. И есть промежуточные объекты, средней величины. Их размеры – от 0,1 мм до 10-30 м. Их-то и называют метеороидами. Они могут быть рассредоточены в пространстве, двигаться по произвольным траекториям или же иметь относительно стабильные орбиты. Иногда встречается целое скопление метеороидов – так называемый рой.
Когда такой метеороид попадает в гравитационное поле планеты, траектория его движения меняется, и он постепенно устремляется к поверхности планеты. Изредка случаются столкновения планеты и с астероидами.
Красочное явление в виде сгорающего в атмосфере космического тела называется метеором (или болидом).
И только когда космическое тело (не важно, какого размера) достигнет поверхности планеты, его можно будет назвать привычным словом – метеорит.
Какие бывают метеориты?
Конечно, каждый метеорит уникален и нет двух одинаковых метеоритов. Но по своему составу они делятся на три большие группы.
Каменные метеориты. Это самая большая группа. 92,8% всех долетающих до земли метеоритов – именно каменные, а из них 92,3% называются хондритами. Удивительно, но их состав идентичен химическому составу Солнца, за исключением легких газов, водорода и гелия. Как это возможно? Солнечная система сформировалась из гигантского межзвездного газопылевого облака. Под действием гравитации вещество устремлялось в центр, образовывая протозвезду. Под действием массы падающего на нее вещества температура протозвезды росла и в итоге в её центре вспыхнули термоядерные реакции. Так возникло Солнце. А остатки вещества из газопылевого облака сформировали все прочие космические объекты Солнечной системы. Хондриты – это как раз мельчайшие частицы, сформировавшиеся из вещества газопылевого облака. Можно сказать, что и они, и Солнце сделаны из одного материала. Основными минералами в их составе являются различные силикаты.
Все остальные метеориты имеют сложное происхождение, и представляют собой обломки астероидов или планетарных объектов. Часть из них – каменные, как и хондриты, но имеют другой состав и структуру.
Металлические метеориты – другая крупная группа, составляющая 5,7% от общего числа падений на землю. В основном они состоят из сплава железа и никеля, очень прочны и почти не подвержены коррозии.
И, наконец, самые редкие (и самые красивые) метеориты – железо-каменные. Их всего 1,5%, но они имеют сложную структуру, в которой металлическая часть переплетена с силикатными образованиями.
Как много метеоритов падает на Землю?
За сутки на Землю падает около 5-6 тонн метеоритного вещества. Это составляет около 2 тысяч тонн в год. Казалось бы – солидная цифра. Но большинство метеоритов сгорают в атмосфере, так и не долетев до земли. Из остальных значительная часть падает в океан или малонаселенные области – просто потому, что они занимают большую часть нашей планеты. И лишь в редких случаях падение метеорита происходит в населенной местности, на глазах у людей.
Что происходит при падении метеорита?
На месте падения крупного метеорита образуется метеоритный кратер – астроблема. На Земле такие кратеры не всегда видны, поскольку выветривание и прочие геологические процессы разрушают их. Но на других планетах можно увидеть следы колоссальных метеоритных бомбардировок.
Метеоритные кратеры есть и на территории России. Самый большой из них находится в Восточной Сибири. Это кратер Попигай, его диаметр 100 км, и он четвертый по величине в мире. Попигай образовался 35,7 млн лет назад в результате столкновения с Землей крупного астероида. Есть сведения, что в его недрах скрываются залежи алмазов, но точная информация об этом была засекречена еще в советское время. Самый древний из российских кратеров (и один из древнейших в мире) – это небольшой кратер Суавъярви в Карелии. Его диаметр всего 3 км и сейчас в нем расположено озеро. Но его возраст – 2,4 миллиарда лет – впечатляет.
Опасность метеоритов
Шанс того, что метеорит попадет в человека – крайне ничтожен. Всего зафиксировано два достоверных случая падения метеорита на человека, и оба раза люди получили незначительные ушибы. Также за последние два столетия имеется около десятка свидетельств гибели людей от удара метеорита, но они не имеют официального подтверждения.
Тем не менее, отрицать опасность метеоритов было бы неразумно. Пример Челябинского метеорита показывает, что даже косвенное воздействие от взрыва крупного космического объекта может быть разрушительным.
В массовой культуре сложился стереотип, что метеориты могут быть радиоактивны, либо несут в себе споры чудовищных инопланетных болезней. Эти современные мифы поддерживаются фантастикой и кинематографом, но лишены оснований. Случаев обнаружения радиоактивных метеоритов не было. Ни одного.
Для того, чтобы кусок камня или метеорит был радиоактивным, в его состав должны входить радиоактивные вещества. Например, уран. Но со временем их радиоактивность падает. Скорость уменьшения радиоактивности характеризуется величиной, которую называют период полураспада. И эта величина намного меньше, чем средний возраст любого из метеоритов, падающих на Землю.
Но в космосе же есть источники радиации, например солнце? Да, но стоит понимать, что быть облученным не значит самому стать радиоактивным. Если вы проведете выходные в ядерном реакторе, вы вряд ли после будете чувствовать себя хорошо. Но тем не менее излучать радиацию вы не станете.
Некоторые метеориты несут в составе сложные органические соединения, и из-за этого представляют огромный интерес для ученых. Но ни микроорганизмов, ни следов инопланетной жизни на них пока что не обнаружено.
Для чего используют метеориты?
В древности метеориты могли служить объектами религиозного поклонения. Метеоритное железо было известно задолго до того, как люди научились самостоятельно выплавлять железо из руды. Изделия из метеоритного железа ценились крайне высоко, один из примеров – кинжал, найденный в гробнице Тутанхамона.
Сегодня метеориты представляют в большей степени научный интерес. Они могут многое рассказать о молодости нашей Солнечной системы и о далеких мирах.
Метеориты
Метеориты, железные или каменные тела, падающие на Землю из межпланетного пространства. Представляют собой остатки метеорных тел, не разрушившихся полностью при движении в атмосфере. Метеориты подразделяются на три главных класса: железные, железокаменные и каменные.
Железный метеорит
Каменный метеорит Ефремовка
Палласово железо
Характерные признаки метеорита: угловатая форма со сглаженными выступами, кора плавления, покрывающая в виде тонкой оболочки метеорита и своеобразные ямки, называемые регмаглиптами. Обычно видны многочисленные мелкие включения никелистого железа белого цвета и минерала троилита бронзово-желтого цвета.
Каракол
Такие формы возникают в результате атмосферной обработки метеорного тела во время движения в атмосфере.
Метеориты получают названия по наименованию населенных пунктов или географических объектов, ближайших к месту их падения. Многие метеориты обнаруживаются случайно и обозначаются термином «находка», в отличие от метеоритов, наблюдавшихся при падении и называемых «падениями».
Метеориты имеют размеры от немногих миллиметров до нескольких метров и весят, соответственно, от долей граммов до десятков тонн. Самый крупный из уцелевших от раскола-железный метеорит Гоба, найденный в Юго-Западной Африке в 1920, весит около 60 тонн.
Метеорит Гоба
Ежегодно на Землю выпадает не менее тысячи метеоритов. Однако многие из них, падая в моря и океаны, в малонаселенных местах, остаются необнаруженными.
Падение метеоритов на Землю сопровождаются световыми, звуковыми и механическими явлениями. По небу стремительно проносится яркий огненный шар, называемый болидом, сопровождаемый хвостом и разлетающимися искрами. По пути движения болида на небе остается след в виде дымной полосы. След, первоначально прямолинейный, быстро искривляется под влиянием воздушных течений, направленных на разных высотах в разные стороны, и принимает зигзагообразную форму.
а. Пылевой след, оставшийся по пути движения болида, наблюдавшегося 19 октября 1941 на Чукотке.
б. Тот же след, что и на рис. а, спустя полчаса.
Ночью болид освещает местность на сотни километров вокруг. Через несколько десятков секунд после исчезновения болида раздаются удары, подобные взрывам, за ними следует грохот, треск и постепенно затихающий гул, вызываемый ударными волнами.
Появление болида вызывается вторжением в земную атмосферу метеорного тела, скорость которого достигает полутора и более десятков км/сек. Вследствие сопротивления воздуха метеорное тело тормозится, кинетическая энергия его переходит в теплоту и свет. В результате поверхностные части метеорного тела и образующаяся вокруг него воздушная оболочка нагреваются до нескольких тысяч градусов. Вещество метеорного тела вскипает, испаряется, а частично в расплавленном состоянии срывается воздушными потоками и разбрызгивается на мельчайшие капельки, немедленно затвердевающие и превращающиеся в шарики метеорной пыли. Из продуктов, образуемых в результате этого процесса, формируется пылевой след болида.
Метеорное тело начинает светиться на высоте около 130- 80 км, а на высоте 20-10 км его движение обычно полностью затормаживается. В этой части пути, называемой областью задержки, прекращаются нагревание и испарение метеорного тела (его обломков), болид исчезает, а тонкий расплавленный слой на поверхности обломков быстро затвердевает, образуя кору плавления.
После области задержки тёмные, покрытые затвердевшей корой обломки метеорного тела падают почти отвесно под влиянием притяжения Земли. Падая, они остывают и при достижении грунта оказываются только тёплыми или горячими, но не раскалёнными.
Наиболее распространена точка зрения, согласно которой метеориты представляют собой обломки малых планет. Установлено, что метеорные тела движутся по эллиптическим орбитам, подобным орбитам малых планет. Огромное количество мелких малых планет, диаметром много меньше километра, составляют группу, переходную от малых планет к метеорным телам. Вследствие соударений, происходящих между мелкими малыми планетами при их движении, идёт непрерывный процесс их дробления на всё более мелкие части, пополняющие состав метеорных тел в межпланетном пространстве.
Метеориты являются образцами твёрдого вещества внеземного происхождения, доступными для непосредственного изучения и доставляющими многообразную информацию о ранней стадии образования Солнечной системы и её дальнейшей эволюции.
Бесплатные почтовые рассылки по саморазвитию.
Уже подписалось более 17 тысяч человек.