Инструкция

Все метеориты подразделяются на железные, железокаменные и каменные, в зависимости от своего химического состава. Первые и вторые имеют значительный процент содержания никелистого . Находят их нечасто, поскольку имея поверхность серого или коричневого , они на глаз неотличимы от обычных камней. Искать их лучше всего с помощью миноискателя. Однако, взяв такой в руки, вы сразу поймете, что держите металл или что-то на него похожее.

Железные метеориты имеют высокий удельный вес и магнитные свойства. Упавшие давно, приобретают ржавый оттенок – это их отличительная особенность. Большая часть железокаменных и каменных метеоритов также намагничивается. Последние, однако, в значительно меньше. Недавно упавший обнаружить достаточно просто, поскольку вокруг места его падения обычно образуется кратер.

При движении сквозь атмосферу метеорит сильно разогревается. У недавно упавших заметна оплавившаяся оболочка. После остывания на их поверхности остаются регмаглипты – углубления и выступы, словно от пальцев на , и шерсткости - следы, напоминающие лопнувшие пузыри. По форме метеориты часто похожи на несколько скругленную головку .

Источники:

• Комитет по метеоритам РАН

– небесные камни или куски металла, прилетевшие из космоса. На вид они довольно невзрачны: серые, бурые или черные. Но метеориты - единственное внеземное вещество, которое можно изучить или хотя бы подержать в руках. Астрономы с их помощью узнают историю космических объектов.

Вам понадобится

• Магнит.

Инструкция

Самый простой, но и самый лучший индикатор, который может достать обыватель, - это магнит. Во всех небесных камнях присутствует железо, которое и . Хороший вариант – такой предмет в виде подковы с четырехфунтовым напряжением.

После такого первичного тестирования возможный следует отправить в лабораторию для подтверждения или опровержения подлинности находки. Иногда такие тесты длятся около месяца. Космические камни и земные их братья состоят из тех же полезных ископаемых. Отличаются они лишь концентрацией, комбинацией и механикой формирования этих веществ.

Если вы думаете, что у вас в руках не железистый метеорит, а , испытание магнитом будет бессмысленным. Осмотрите его внимательно. Тщательно потрите находку, сосредоточьтесь на небольшом участке размером с монетку. Таким образом вы облегчите себе исследование матрицы камня.

Имеют маленькие сферические включения, которые напоминают пятнышки-веснушки солнечного железа. Это отличительная особенность камней-«путешественников». Этот эффект нельзя произвести искусственным образом.

Видео по теме

Источники:

• Форма и поверхность метеоритов. в 2019

Метеорит можно отличить от обычного камня прямо на месте находки. По закону метеорит приравнивается к кладу и нашедший его получает вознаграждение. Вместо метеорита могут оказаться другие природные диковины: жеод или железный самородок, еще более ценные.

В этой статье рассказывается, как прямо на месте находки определить – простой перед вами булыжник, метеорит или другая природная редкость из упомянутых далее в тексте. Из приборов и инструмента понадобятся бумага, карандаш, сильная (не менее 8х) лупа и компас; желательно – хорошая фотокамера и GSM-навигатор. Еще – малая садовая или саперная . Химических реактивов и молотка с долотом не требуется, но нужен пластиковый мешок и мягкий упаковочный материал.

В чем сущность способа

Метеориты и их «имитаторы» имеют огромную научную ценность и законодательством РФ приравниваются к кладам. Нашедший, после оценки экспертами, получает вознаграждение.

Однако, если находка до доставки в научное учреждение подвергалась химическим, механическим, термическим и другим несанкционированным воздействиям, ее ценность резко, в разы и десятки раз, снижается. Для ученых большее значение могут иметь редчайшие натечные минералы на поверхности образца и его сохранившееся в первозданном виде нутро.

Кладоискатели-«хищники», самостоятельно чистящие до «товарного» вида находку и разбивающие ее на сувениры, не только вредят науке, но и себя намного обделяют. Поэтому далее рассказывается, свыше 95% уверенности в ценности обнаруженного, еще и не прикасаясь к нему.

Внешние признаки

Метеориты влетают в земную атмосферу на скорости 11-72 км/с. При этом они оплавляются. Первейший признак внеземного происхождения находки – кора плавления, по цвету и фактуре отличающаяся от внутренности. Но у железных, железокаменных и каменных метеоритов разных видов кора плавления разная.

Мелкие железные метеориты целиком приобретают форму обтекаемую или оживальную, несколько напоминающую пулю или артиллерийский снаряд (поз. 1 на рисунке). В любом случае поверхность подозрительного «камня» сглажена, как вылепленная из , поз. 2. Если образец к тому же имеет причудливую форму (поз.3), то он может оказаться и метеоритом, и куском самородного железа, который еще ценнее.

Свежая кора плавления иссиня-черная (Поз. 1,2,3,7,9). У долго пролежавшего в земле железного метеорита она со временем окисляется и меняет цвет (Поз. 4 и 5), а у железокаменного может стать похожей на обычную ржавчину (Поз. 6). Это нередко вводит в заблуждение искателей, тем более, что и рельеф плавления железокаменного метеорита, влетевшего в атмосферу на скорости, близкой к минимальной, может быть выражен слабо (Поз. 6).

В таком случае выручит компас. Поднесите его к , если стрелка покажет на «камень», то это скорее всего содержащий железо метеорит. Железные самородки тоже «магнитят», но они чрезвычайно редки и совершенно не ржавеют.

У каменных и железокаменных метеоритов кора плавления неоднородна, но у ее фрагментов уже невооруженным глазом видна некоторая вытянутость в одном направлении (Поз. 7). Каменные метеориты часто раскалываются еще в полете. Если разрушение произошло на заключительном участке траектории, на землю могут упасть их обломки, не имеющие коры плавления. Однако в таком случае обнажается их внутренняя структура, не похожая ни на какие земные минералы (Поз. 8).

Если образец имеет скол, то определить, метеорит это или нет, в средних широтах можно с первого взгляда: кора плавления резко отличается от внутренности (Поз. 9). Точно покажет происхождение коры под лупой: если на коре виден струйчатый рисунок (Поз. 10), а на сколе – так называемые организованные элементы (Поз. 11), то это наверняка метеорит.

В пустыне может ввести в заблуждение так называемый загар камня. Также в пустынях сильна ветровая и температурная эрозия, из-за чего и ребра обычного камня могут оказаться сглаженными. У метеорита же влияние пустынного климата может сгладить струйчатый рисунок, а пустынный загар затянуть скол.

В тропическом поясе внешние воздействия на горные породы столь сильны, что метеориты на поверхности грунта скоро становятся трудно отличимыми от простых камней. В таких случаях помочь приобрести уверенность в находке может приблизительное их удельного веса после изъятия из залегания.

Документирование и изъятие

Чтобы находка сохранила ценность, ее местонахождение до изъятия необходимо задокументировать. Для этого:

· По GSM, если есть навигатор, и записываем географические координаты.
· Фотографируем с разных сторон издалека и вблизи (в разных ракурсах, как говорят фотографы), стараясь захватить в кадр все примечательное возле образца. Для масштаба рядом с находкой кладем линейку или предмет известного размера (крышку объектива, спичечный коробок, консервную банку и т.п.)
· Рисуем кроки (план-схему места находки без масштаба), с указанием азимутов по компасу на ближайшие ориентиры (населенные пункты, геодезические знаки, приметные возвышенности и т.п.), с глазомерной оценкой расстояния до них.

Теперь можно приступать к изъятию. Сначала прокапываем сбоку к «камню» траншейку и смотрим, как по ее длине меняется вид грунта. Находку нужно изымать вместе с натеком вокруг нее, и в любом случае – в слое грунта не менее 20 мм. Нередко химические изменения вокруг метеорита ученые ценят больше, чем его самого.

Осторожно выкопав, кладем образец в мешок и прикидываем рукой его вес. Из метеоритов в космосе «выметаются» легкие элементы и летучие соединения, поэтому их удельный вес больше, чем у земных горных пород. Для сравнения можно выкопать и взвесить на руках похожий по размеру булыжник. Метеорит даже в слое грунта окажется намного тяжелее.

А вдруг – жеод?

На долго пролежавшие в земле метеориты внешне часто похожи жеоды – кристаллизационные «гнезда» в земных горных породах. Жеод пустотелый, поэтому будет легче даже обычного камня. Но не разочаровывайтесь: вам повезло ничуть не меньше. Внутри жеода – гнездилище натурального пьезокварца, а нередко и драгоценных камней (Поз. 12). Поэтому жеоды (и железные самородки) также приравниваются к кладам.

Но разбивать объект, на жеод, ни в коем случае не следует. Помимо того, что он при этом намного обесценится, нелегальная продажа самоцветов влечет за собой уголовную ответственность. Жеод нужно доставить в то же учреждение, что и метеорит. Если его содержимое имеет ювелирную ценность, нашедший, по закону, имеет право на соответствующее вознаграждение.

Куда нести?

Доставить находку необходимо в ближайшее научное учреждение, хотя бы в музей. Можно и в полицию, уставом МВД такой случай предусмотрен. Если находка слишком тяжелая, или ученые с полицейскими не очень далеко, лучше вообще не изымать, а вызвать тех или других. Права нашедшего не вознаграждение это не умаляет, а ценность находки увеличивается.

Если же все-таки приходится транспортировать самому, образец необходимо снабдить этикеткой. В ней нужно указать точное время и место обнаружения, все существенные, на ваш взгляд, обстоятельства находки, свои ФИО, время и место рождения и адрес постоянного проживания. К этикетке прикладываются кроки и, по возможности, фотографии. Если камера цифровая, то файлы с нее скачиваются на носитель безо всякой обработки, лучше вообще помимо компьютера, прямо с камеры на флешку.

Для транспортировки образец в мешке оборачивают ватой, синтепоном или другой мягкой прокладкой. Желательно также поместить его в прочный деревянный ящик, зафиксировав от смещения при перевозке. Самостоятельно в любом случае нужно доставлять только до места, куда смогут прибыть квалифицированные специалисты.

Происхождение метеоритов

В настоящее время во многих музеях мира хранится не менее 500 тонн метеоритного вещества. Расчет показывает, что в виде метеоритов и метеорной пыли за сутки на Землю выпадает около 10 тонн вещества, что за время 2 млрд. лет дает слой толщиной 10 см.

Источником практически всех малых метеорных частиц являются, по-видимому, кометы. Крупные метеорные тела имеют астероидное происхождение.

Российские ученые - академик В.Г. Фесенков, С.В. Орлов и другие считают, что кометы и метеориты тесно связаны между собой. Астероиды - это гигантские метеориты, а метеориты - это совсем маленькие, карликовые кометы. Те и другие являются осколками планет, которые миллиарды лет назад двигались вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера. Эти планеты в результате, по-видимому, столкновения распались на части. Образовалось бесчисленное множество осколков самых различных размеров, вплоть до мельчайших крупинок. Эти осколки носятся теперь в межпланетном пространстве и, сталкиваясь с Землей, падают на нее в виде метеоритов.

Состав метеоритов и их вещества

В отдельных случаях крупное метеорное тело при своем движении в атмосфере не успевает испариться и достигает поверхности Земли. Этот остаток метеорного тела называется метеоритом. На протяжении года на Землю выпадает примерно 2000 метеоритов.

В зависимости от химического состава метеориты подразделяются на каменные хондриты (их относительное количество 85.7%), каменные ахондриты (7.1%), железные (5.7%) и железо-каменные метеориты (1.5%). Хондрами называют мелкие круглые частицы серого цвета, часто с коричневым оттенком, обильно вкрапленные в каменную массу.

Железные метеориты практически полностью состоят из никелистого железа. Из расчетов следует, что наблюдаемая структура железных метеоритов образуется в случае, если в интервале температур примерно от 600 до 400С вещество охлаждается со скоростью 1° - 10° С за миллион лет.

Каменные метеориты, в которых нет хондр, называются ахондритами. Анализ показал, что в хондрах содержатся практически все химические элементы. Чаще всего в метеоритах находятся следующие восемь химических элементов: железо, никель, сера, магний, кремний, алюминий, кальций и кислород. Все остальные химические элементы таблицы Менделеева находятся в метеоритах в ничтожных, микроскопических количествах. Соединяясь между собой химически, эти элементы образуют различные минералы. Большинство этих минералов найдено в земных горных породах. И совсем в ничтожных количествах в метеоритах обнаружены такие минералы, которых нет и не может быть на Земле, так как она имеет атмосферу с большим содержанием кислорода. Вступая в соединение с кислородом, эти минералы образуют уже другие вещества. Железные метеориты почти целиком состоят из железа в соединении с никелем, а каменные метеориты - главным образом из минералов, называемых силикатами. Они состоят из соединений магния, алюминия, кальция, кремния и кислорода.

Особенно интересно внутреннее строение железных метеоритов. Их отполированные поверхности становятся блестящими как зеркало. Если протравить такую поверхность слабым раствором кислоты, то обычно на ней появляется замысловатый рисунок, состоящий из переплетающихся между собой отдельных полосок и узких каемок. На поверхностях некоторых метеоритов после травления появляются параллельные тонкие линии. Все это результат внутреннего кристаллического строения железных метеоритов. Не менее интересна структура каменных метеоритов. Если посмотреть на излом каменного метеорита, то часто даже невооруженным глазом можно заметить маленькие округлые шарики, рассеянные по поверхности излома. Эти шарики иногда достигают размера горошины. Кроме них, в изломе видны рассеянные мельчайшие блестящие частички белого цвета. Это - включения никелистого железа. Среди таких частичек встречаются золотистые блестки - включения минерала, состоящего из железа в соединении с серой. Бывают метеориты, которые представляют собой как бы железную губку, в пустотах которой заключены зерна желтовато-зеленого цвета минерала оливина.

Метеориты делятся на три больших класса: железные, каменные и железокаменные.

Железные метеориты состоят в основном из никелистого железа. В земных горных породах естественный сплав железа с никелем не встречается, так что присутствие никеля в кусках железа указывает на его космическое (или промышленное!) происхождение.

Включения никелистого железа есть в большинстве каменных метеоритов, поэтому космические камни, как правило, тяжелее земных. Главные же их минералы - силикаты (оливины и пироксены). Характерным признаком основного типа каменных метеоритов - хондритов - является наличие внутри них округлых образований - хондр. Хондры состоят из того же вещества, что и весь остальной метеорит, но выделяются на его срезе в виде отдельных зёрнышек Их происхождение пока не вполне ясно.

Третий класс - железокаменные метеориты - это куски никелистого железа с вкраплениями зёрен каменистых минералов.

Вообще метеориты состоят из тех же элементов, что и земные горные породы, но сочетания этих элементов, т.е. минералы, могут быть и такими, какие на Земле не встречаются. Это связано с особенностями образования тел, породивших метеориты.

Среди падений преобладают каменные метеориты. Значит, таких кусков больше летает в космосе. Что касается находок, то здесь преобладают железные метеориты: они прочнее, лучше сохраняются в земных условиях, резче выделяются на фоне земных горных пород.

Метеорит - это твердое внеземное вещество, сохранившееся при прохождении через атмосферу и достигшее поверхности Земли. Метеориты - наиболее примитивное в-во СС, не испытавшее дальнейшего фракционирования с момента образования. Это основано на том, что относительная распр. тугоплавких эл. в метеоритах соответствует солнечной распр. Метеориты подразделяются на (по содержанию металл. фазы): Каменные (аэролиты): ахондриты, хондриты, Железокаменные (сидеролиты), Железные (сидериты). Железные метеориты – состоят из камасита - самородного Fe космического происхождения с примесью никеля от 6 до 9%. Железокаменные метеориты Малораспр. группа. Имеют грубозернистые структуры с равными по весу долями силикатной и Fe фаз. (Силикатные минералы - Ol, Px; Fe фаза - камасит с видманштеттеновыми прорастаниями). Каменные метеориты – состоят из силикатов Mg и Fe c примесью металлов. Подразделяются на Хондритовые, ахондритовые и углистые. Хондриты: сфероидальные обособления размером первые мм и менее, сложенные силикатами, реже силикатным стеклом. Погружены в богатую Fe матрицу. Основная масса хондритов представляет собой тонкозернистую смесь Ol, Px-ов (Ol-бронзитовые, Ol-гиперстеновые и Ol-пижонитовые) с никелистым Fe (Ni-4-7%), троилитом (FeS) и плагиоклазом. Хондриты – закристалл. или стекловатые капли, кот. Образ. при плавлении ранее существовавшего силикатного материала, подвергавшегося, нагреванию. Ахондриты: Не содержат хондр, имеют более низкое содер. никелистого Fe и более грубые структуры. Их главные минералы – Px и Pl, некоторые типы обогащены Ol. По составу и структурным особенностям ахондриты похожи на земные Габброиды. Состав и структура говорят о магматическом происхождении. Иногда наблюдаются пузырчатые структуры как у лав. Углистые хондриты (большое кол-во углеродистого вещества) Хар-рная черта углистых хондритов - наличие летучей составляющей , что указывает на примитивность (не произошло удаление летучих эл.) и не претерпели фракционирования. Тип С1 содержит большое кол-во хлорита (водные Mg, Fe алюмосиликаты), а также магнетит , водно-растворимые соли , самородную S , доломит, оливин, графит, орган. соединения. Т.е. с момента их образ-я они сущ. при Т, не > 300 0 С. В составе хондритовых метеоритов недостаток 1/3 хим. Эл. по сравнению с составом углистых хондритов , кот. наиболее близки к составу протопланетного вещества. Наиболее вероятная причина дефицита летучих эл. - последовательная конденсация эл. и их соединений в порядке, обратном их летучести.

5. Исторические и современные модели аккреции и дифференциации протопланетного вещества О.Ю.Шмидт в 40-х годах высказал идею о том, что Земля и планеты ЗГ образовались не из раскаленных сгустков солнечных газов, а путем аккумуляции ТВ. тел и частиц - планетезималей, испытавших плавление позднее во время аккреции (разогрев из-за столкновений крупных планетезималей, диаметром до первых сотен км). Т.е. ранняя дифференциация ядра и мантии и дегазация. Сущ. две точки зрения относит. механизма аккумуляции и представлений о форм-ии слоистой структуры планет. Модели гомогенной и гетерогенной аккреции : ГЕТЕРОГЕННАЯ АККРЕЦИЯ 1. Кратковременная аккреция. Ранние модели гетерогенной аккреции (Турекиан, Виноградов) предполагали, что З. аккумулировалась из материала по мере его конденсации из протопланетного облака. Ранние модели включают раннюю >Т аккумуляцию Fe-Ni сплава, образующего протоядро З., сменяющуюся с пониж. Т аккрецией внешних ее частей из силикатов. Сейчас считают, что в процессе аккреции происходит непрерывное измен. в аккумулирующемся материале отношения Fe/силикат от центра к периферии форм-ейся планеты. При аккумуляции З. разогревается, => плавление Fe, которое отделяется от силикатов и опускается в ядро. После охлаждения планеты добавляется около 20 % ее массы материалом, обогащенным летучими по периферии. В протоземле не существовало резких границ между ядром и мантией, кот. установились в результате гравит. и хим. дифференциации на следующем этапе эволюции планеты. В ранних вариантах дифференциация происходила преимущественно в процессе формирования ЗК, и не захватывала Землю целиком. ГОМОГЕННАЯ АККРЕЦИЯ 2. Принимается большее время аккреции - 10 8 лет. При аккреции Земли и планет ЗГ конденсирующиеся тела имели широкие вариации состава от углистых хондритов, обогащенных летучими до в-ва, обогащенного тугоплавкими компонентами типа Allende. Планеты форм. из этого набора метеоритного в-ва и их различие и сходство определялось относит. пропорциями в-ва различного состава. Так же имела место макроскопическая однородность протопланет. Существование массивного ядра говорит о том, что изначально привнесенный Fe-Ni метеоритами сплав, равномерно распределенный по всей З., выделился в ходе ее эволюции в центральную часть. Однородная по составу планета расслоилась на оболочки в процессе гравитационной дифференциации и химических процессов. Современная модель гетерогенной аккреции , позволяющая объяснить хим. состав мантии разрабатывается группой немецких ученых (Венке, Дрейбус, Ягоутц). Они установили, что содержания в мантии умеренно летучих (Na, K, Rb) и умеренно сидерофильных (Ni, Co) эл., с различ. Коэф-ми распределения Ме/силикат, имеют одинаковую распространенность (нормированную по С1) в мантии, а наиболее сильно сидерофильные элементы имеют избыточные концентрации. Т.е. ядро не находилось в равновесии с мантийным резервуаром. Ими предложена гетерогенная аккреция :1. Аккреция начинается с накопления сильно восстановленного компонента А, лишенного летучих эл. и содержащего все остальные эл. в количествах отвечающих С1, и Fe и все сидерофилы в восстановленном состоянии. С повышением Т одновременно с аккрецией начинается образование ядра. 2. После аккреции в 2/3 массы З. начинает накапливаться все более окисленный материал, компонент В. Часть Ме компонента А еще сохраняется и способствует извлечению наиболее сидерофильных эл. и их переносу в ядро. Источником умеренно летучих, летучих и умеренно сидерофильных эл. в мантии явл. компонент В, что и объясняет их близкую относительную распространенность. Таким образом, Земля на 85% состоит из компонента А и на 15 % из В. В целом состав мантии форм-ся после отделения ядра путем гомогенизации и перемешивания силикатной части компонента А и вещества компонента В.

6. Изотопы химических элементов. Изотопы - атомы одного эл., но имеющих разное число нейтронов N. Они различаются только по массе. Изотоны - атомы разных эл., имеющие разные Z, но одинаковые N. Они располагаются в вертикальных рядах. Изобары - атомы разных эл., у кот. равные масс. числа (А=А), но разные Z и N. Они располагаются в диагональных рядах. Стабильность ядер и распространенность изотопов; радионуклиды Число известных нуклидов ~ 1700, из них стабильны ~ 260. На диаграмме нуклидов стабильные изотопы, (затемненные квадраты), образуют полосу, окруженную нестабильными нуклидами. Стабильны только нуклиды с определенным соотношением Z и N. Отношение N к Z растет от 1 до ~ 3 с увеличением А. 1. Стабильными являются нуклиды, у кот. N и Z примерно равны. До Са в ядрах N=Z. 2. Большая часть стабильных нуклидов имеет четные Z и N. 3. Менее распространены стабильные нуклиды с чет. Z и нечет. N или чет. N и нечет. Z. 4. Р редки стабильные нуклиды с нечет.Z и N.

В ядрах с чет. Z и N нуклоны образуют упорядоченную структуру, что определяет их стабильность. Число изотопов меньше у легких эл. и увел. в средней части ПС, достигая максимума у Sn (Z=50) , имеющего 10 стабильных изотопов. У элементов с нечет. Z стабильных изотопов не более 2.

7. Радиоактивность и ее виды Радиоактивность - самопроизвольные превращения ядер неустойчивых атомов (радионуклидов) в стабильные ядра других элементов, сопровождающиеся эмиссией частиц и/или излучением энергии. Св-во рад-ти не зависит от хим. Св-в атомов, а опред-ся строением их ядер. Радиоактивный распад сопровождается измен. Z и N родительского атома и приводит к превращению атома одного эл. в атом другого эл. Так же, Резерфордом и другими учеными было показано, что рад. распад сопровождается эмиссией излучения трех различных типов, a, b, g. a -лучи - потоки высокоскоростных частиц - ядер Не, b - лучи - потоки e – , g - лучи - электромагнитные волны с большой энергией и с более короткой λ. Виды радиоактивности a-распад - распад путем эмиссии a-частиц, он возможен для нуклидов с Z> 58 (Се), и для группы нуклидов с небольшим Z , включая 5He, 5Li, 6Be. a-частица состоит из 2 Р и 2N, происходит смещение на 2 позиции по Z. Первоначальный изотоп наз-ся родительским или материнским, а новообразованный - дочерним .

b-распад - имеет три вида: обычный b -распад, позитронный b -распад и e – захват. Обычный b-распад - можно рассматривать как превращение нейтрона в протон и e – , последний или бета-частица - выбрасывается из ядра, сопровождается эмиссией энергии в форме g-излучения. Дочерний нуклид является изобаром родительского, но его заряд больше.

Бывает серия распадов пока не образуется стаб-ый нуклид. Пример: 19 K40 -> 20 Ca40 b - v- Q. Позитронный b-распад - эмиссия из ядра положительной частицы позитрона b , его образование - превращение ядерного протона в нейтрон, позитрон и нейтрино. Дочерний нуклид является изобаром, но имеет меньший заряд.

Пример, 9 F18 -> 8 O18 b v Q Атомы, с избытком N и располагающиеся справа от зоны ядерной стабильности, являются b - -радиоактивными, т.к. при этом число N уменьшается. Атомы слева от области ядерной стабильности нейтроннодефицитны, они испытывают позитронный распад и число их N увеличивается. Таким образом, при b - и b -распаде наблюдается тенденция изменения Z и N , приводящая к приближению дочерних нуклидов к зоне ядерной стабильности. e – захват - захват одного из орбитальных электронов. Высока вероятность захвата из К-оболочки, кот. ближе всего к ядру. e – захват вызывает эмиссию из ядра нейтрино. Дочерний нуклид явл. изобаром, и занимает тоже положение относительно родительского, что и при позитронном распаде. b - -излучение отсутствует, а при заполнении вакансии в К-оболочке выделяются Х-лучи. При g-излучении не изменяются ни Z, ни A; при возвращении ядра в обычное состояние энергия выделяется в форме g-излучения. Некоторые дочерние нуклиды природных изотопов U и Th могут распадаться либо испуская b-частицы, либо путем a-распада. Если вначале происходил b-распад, то затем a-распад, и наоборот. Другими словами, два этих альтернативных вида распада образуют замкнутые циклы и всегда приводят к одному и тому же конечному продукту - стабильным изотопам Pb.

8. Геохимические следствия радиоактивности земного вещества. Лорд Кельвин (Уильям Томсон) с 1862 по 1899 г. выполнил ряд расчетов, кот. налагали ограничения на возможный возраст Земли. Они основывались на рассмотрении светимости Солнца, влиянии лунных приливов и процессах охлаждения З. Он пришел к выводу, что возраст Земли составляет 20-40 млн. лет. Позже Резерфорд выполнил определение возраста U мин. и получил значения около 500 млн. лет. Позже Артуром Холмсом в его книге “Возраст Земли” (1913 г) показал важность изучения радиоактивности в геохронологии и привел первую ГХШ. Она была основана на рассмотрении данных о мощности отложений осадочных гп и о содержании продуктов радиогенного распада - He и Pb в U-содержащих минералов. Геохронологическая шкала - шкала естественноисторического развития ЗК, выраженная в числовых единицах времени. Возраст аккреции З. составляет около 4,55 млрд. лет. Период до 4 или 3,8 млрд. лет - время дифференциации планетных недр и образования первичной коры, его называют катархеем. Наиболее длительный период жизни З. и ЗК - это докембрий, кот. простирается от 4 млрд. лет до 570 млн. лет, т.е. около 3,5 млрд. лет. Возраст древнейших известных сейчас пород превышает 4 млрд. лет.

9. Геохимическая классификация элементов В.М. Гольшмидта В основу положены : 1- распределение эл. между различными фазами метеоритов - разделение в ходе первичной ГХкой дифференциации З. 2- специфическое химическое сродство с теми или иными элементами (O, S, Fe), 3- строение электронных оболочек. Ведущие эл., слагающие метеориты, – O, Fe, Mg, Si, S. Метеориты состоят из трех главных фаз: 1) металл., 2) сульфидной, 3) силикатной. Все эл. распределяются между этими тремя фазами в соответствии с их относительным сродством к O, Fe и S. В классификации Гольдшмидта выделяются следующие группы эл.: 1) Сидерофильные (любящие железо) – металл. фаза метеоритов: эл., образующие с Fe сплавы произвольного состава - Fe, Co, Ni, все платиноиды (Ru, Rh, Pd, Pt, Re, Os, Ir), и Mo. Часто имеют самородное состояние. Это переходные элементы группы VIII и некоторые их соседи. Формируют внутреннее ядро З. 2) Халькофильные (любящие медь)- сульфидная фаза метеоритов: эл., образующие природные соед-я с S и ее аналогами Se и Te, имеют также сродство с As(мышьяк), иногда их называют (сульфурофильные). Легко переходят в самородное состояние. Это элементы побочных подгрупп I-II и главных подгрупп III- VI групп ПС с 4 по 6 период S. Наиболее известны – Сu, Zn, Pb, Hg, Sn, Bi, Au, Ag. Сидерофильные эл. – Ni, Co, Mo также могут быть халькофильными при большом кол-ве S. Fe в восстановительных условиях имеет сродство к S (FeS2). В современной модели З. эти металлы образуют внешнее, обогащенное серой, ядро З.

3) Литофильные (любящие камень) – силикатная фаза метеоритов: эл., имеющие сродство к O 2 (оксифильные). Образуют кислородные соединения - окислы, гидроокислы, соли кислородных кислот-силикаты. В соединениях с кислородом имеют 8-электронную внеш. оболочку. Это самая многочисленная группа из 54 элементов (С, распространенные петрогенные - Si, Al, Mg, Ca, Na, K, элементы семейства железа – Ti, V, Cr, Mn, редкие - Li, Be, B, Rb, Cs, Sr, Ba, Zr, Nb, Ta, REE, т.е. все остальные кроме атмофильных). В окислительных условиях железо оксифильно - Fe2O3. формируют мантию З. 4) Атмофильные (хар-но газообразное состояние) – матрикс хондритов: H, N инертные газы (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) . Формируют атмосферу З. Так же есть такие группы: редкоземельные Y, щелочные, крупноионные литофильные элементы LILE (K, Rb, Cs, Ba, Sr), высокозарядные элементы или элементы с высокой силой поля HFSE (Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Th). Некоторые определения эл.: петрогенные (породообразующие, главные) второстепенные, редкие, микроэлементы - с конц. не более 0,01%. рассеянные – микроэл. не образующие собственных минералов акцессорные - образуют акцессорные мин. рудные - образуют рудные мин.

10. Основные св-ва атомов и ионов, определяющие их поведение в природных системах . Орбитальные радиусы - радиусы максимумов радиальной плотности e – внеш. орбитали. Они отражают размеры атомов или ионов в свободном состоянии, т.е. вне хим. связи. Главным фактором, является e – структура эл., и чем больше e – оболочек тем больше размер. Для опред. размеров атомов или ионов важным способом явл. Опред. расстояния от центра одного атома до центра другого, кот. называется длиной связи. Для этого используют рентгеновские методы. В первом приближении атомы рассматриваются в виде сфер, и применяется “принцип аддитивности”, т.е. полагают, что межатомное расстояние складывается из суммы радиусов атомов или ионов, слагающих в-во. Тогда зная или принимая некоторую величину в качестве радиуса одного эл. можно рассчитать размеры всех других. Рассчитанный таким образом радиус называется эффективным радиусом . Координационное число - число атомов или ионов, расположенных в непосредственной близости вокруг рассматриваемого атома или иона. КЧ определяется отношением R k /R a: Валентность - количество e – , отданных или присоединенных атомом при образовании хим. связи. Потенциал ионизации - это энергия, необходимая для удаления e – из атома. Она зависит от строения атома и опред-ся экспериментально. Потенциал ионизации соответствует напряжению катодных лучей, которое достаточно для ионизации атома этого эл. Может быть несколько потенциалов ионизации, для нескольких e – удаляемых с внеш. e – оболочки. Отрыв каждого последующего e – требует большей энергии и не всегда может быть. Обычно используют потенциал ионизации 1го e – , кот. обнаруживает периодичность. На кривой потенциалов ионизации щелочные металлы, легко теряющие e – , занимают минимумы на кривой, инертные газы – вершины. С ростом атомного номера потенциалы ионизации увеличиваются в периоде и уменьшаются в группе. Обратной величиной является сродство кe – . Электроотрицательность - способность при вступлении в соединения притягивать e – . Наиболее электроотрицательны галогены, наименее - щелочные металлы. Электроотрицательность зависит от заряда ядра атома, валентности его в данном соединении и строения e – оболочек. Неоднократно делались попытки выразить ЭО в единицах энергии или в условных единицах. Величины ЭО закономерно изменяются по группам и периодам ПС. ЭО минимальны для щелочных металлов и возрастают к галогенам. У литофильных катионов ЭО уменьш. от Li к Cs и от Mg к Ba, т.е. с увел. ионного радиуса. У халькофильных эл. ЭО выше чем у литофильных из той же группы ПС. У анионов группы О и F ЭО уменьшается вниз по группе и следовательно она максимальна у этих эл. Эл. с резко различными значениями ЭО образуют соединения с ионным типом связи, а с близкими и высокими - с ковалентным, с близкими и низкими – металлическим типом связи. Ионный потенциал Картледжа (I)равен отношению валентности к R i , он отражает св-ва катионогенности или ионогенности. В.М.Гольшмидт показал, что св-ва катионогенности и анионогенности зависят от соотношения валентности (W) и R i для ионов типа благородных газов. Это отношение в 1928 г. К.Картледж назвал ионным потенциалом I. При малых значениях I эл. ведет себя как типичный металл и катион (щелочные и щелочноземельные металлы), а при больших - как типичный неметалл и анион (галогены). Эти соотношения удобно изображать графически. Диаграмма: ионный радиус - валентность. Величина ионного потенциала позволяет судить о подвижности эл. в водной среде. Эл. с низкими и высокими значениями I являются наиболее подвижными легко (c низкими - переходят в ионные растворы и мигрируют, с высокими – образуют комплексные растворимые ионы и мигрируют), а с промежуточными – инертные. Основные типы хим. связи, хар-р связи в основных группах минералов.Ионная – образ-ся вследствие притяжения ионов с противоположными зарядами. (с большой разницей в электроотрицательности) Ионная связь преобладает у большинства мин. ЗК - окислов и силикатов, это наиболее распространенный тип связи также в гидро- и атмосферах. Связь обеспечивает легкую диссоциацию ионов в расплавах, растворах, газах, благодаря чему происходит широкая миграция хим. Эл., их рассеяние и конц-ие в земных геосферах. Ковалентная – сущ. благодаря взаимодействию e – , используемых разными атомами. Типична для эл. с равной степенью притяжения e – , т.е. ЭО. Хар-на для жидких и газообразных в-в (H2O, Н2, O2, N2) и менее для кристалл. Ковалентной связью хар-тся сульфиды, родственные им соединения As, Sb, Te, а также моноэл. соединения неметаллов – графит, алмаз. Ковалентные соединения характеризуются слабой растворимостью. Металлическая - особый случай ковалентной связи, когда каждый атом разделяет свои e – со всеми соседними атомами. e – способны к свободным передвижениям. Типична для самородных металлов (Си, Fe, Ag, Au, Pt). Многие мин. обладают связью, кот. относится частично к ионной, частично к ковалентной. В сульфидных мин. максимально проявлена ковалентная связь, она имеет место между атомами металла и S а металлическая - между атомами металла (металл. блеск сульфидов). Поляризация - это эффект искажения e – облака аниона маленьким катионом с большой валентностью так, что маленький катион, притягивая к себе крупный анион, и уменьшает его эффективный R, сам входя в его e – облако. Таким образом, катион и анион не представляют собой правильные сферы, а катион вызывает деформацию аниона. Чем выше заряд катиона и меньше его размер тем сильнее действие поляризации. И чем больше размер аниона и его отрицательный заряд тем сильнее он поляризуется - деформируется. Литофильные катионы (с 8 эл. оболочками) вызывают меньшую поляризацию, чем ионы с достраивающимися оболочками (типа Fe). Халькофильные ионы с большими порядковыми номерами и высоковалентные вызывают наиболее сильную поляризацию. С этим связано образование комплексных соединений: 2- , , 2- , 2- , кот. растворимы и явл. главными переносчиками металлов в гидротермальных растворах.

11.Состояние(форма нахождения) эл. в природе. В ГХ выделяют: собственно мин. (кристалл. фазы), примеси в мин., различные формы рассеянного состояния; форма нахождения эл. в природе несет сведения о степени ионизации, хар-ре хим. связей эл. в фазах и т.п. В-во (эл.) находится в трех главных формах. Первая - конц-е атомы, образ. звезды различ. типов, газовые туманности, планеты, кометы, метеориты и косм. тв. частицы в-ва. Степень конц. В-ва во всех телах отличается. Наиболее рассеянные состояния атомов в газовых туманностях удерживаются гравитационными силами или находятся на грани их преодоления. Вторая - рассеянные атомы и молекулы, образ-е межзвездный и межгалактический газ, состоящий из свободных атомов, ионов, молекул, e – . Кол-во его в нашей Галактике значительно меньше, чем в-ва, которое сосредоточено в звездах и газовых туманностях. Межзвездный газ находится на различ. стадиях разреженности. Третья - интенсивно мигрирующие, летящие с громадной скоростью атомные ядра и элементарные частицы, составляющие космические лучи. В.И. Вернадский выделил главные четыре формы нахождения хим. Эл. в ЗК и на ее поверхности: 1.горные породы и минералы (твердые кристаллические фазы), 2.магмы, 3.рассеянное состояние, 4.живое в-во. Каждая из этих форм отличается особым состоянием их атомов. Сущ. и другое выделение форм нахождения эл. в природе, зависящие от конкретных св-в самих эл. А.И. Перельман выделил подвижные и инертные формы нахождения хим. Эл. в литосфере. По его определению, подвижная форма представляет собой такое состояние хим. Эл. в гп, почвах и рудах, находясь в кот. Эл. легко может переходить в р-р и мигрировать. Инертная форма представляет такое состояние в г.п., рудах, коре выветривания и почвах, в кот. Эл. в условиях данной обстановки обладает низкой миграционной способ-ю и не может переходить в р-р и мигрировать.

12.Внутренние факторы миграции .

Миграция - перемещение хим. Эл. в геосферах З, ведущее к их рассеянию или конц. Кларковые – средние конц. в главных типах гп ЗК каждого хим. Эл. можно рассматривать как состояние его равновесия в условиях данной хим. среды, отклонение от кот. постепенно сокращается путем миграции этого эл. В земных условиях миграция хим. Эл. происходит в любых средах – ТВ. и газообразной (диффузия), но легче в жидкой среде (в расплавах и водных р-рах). При этом формы миграции хим. Эл. также различны – они могут мигрировать в атомарной (газы, расплавы), ионной (растворы, расплавы), молекулярной (газы, р-ры, расплавы), коллоидной (р-ры) формах и, в виде обломочных частиц (воздушная и водная среда). А.И.Перельманом выделяется четыре вида миграции хим. Эл.: 1.механическая,2.физ.-хим., 3.биогенная, 4.техногенная. Важнейшие внутренние факторы : 1.Термические св-ва эл., т.е. их летучесть или тугоплавкость. Эл., имеющие T конденсации более 1400 o K названы тугоплавкими платиноиды, литофильные - Ca, Al, Ti, Ree, Zr, Ba, Sr, U, Th), от 1400 до 670 o K – умеренно летучими. [литофильные – Mg, Si (умеренно тугоплавкие), многие халькофильные, сидерофильный –Fe, Ni, Co ], < 670 o K – летучими (атмофильные). На основании этих св-в произошло разделение эл. по геосферам З. При магм. процессе в условиях высоких Т способность к миграции будет зависеть от возможности образования тугооплавких соединений и, нахождения в твердой фазе. 2. Хим. Св-ва эл. и их соединений. Атомы и ионы, обладающие слишком большими или слишком малыми R или q, обладают и повышенной способностью к миграции и перераспределению. Хим. Св-ва эл. и их соединений приобретают все большее значение по мере снижения T при миграции в водной среде. Для литофильных эл. с низким ионным потенциалом (Na, Ca, Mg) в р-рах хар-ны ионные соединения, обладающие высокой раствор-ю и высокими миграционными способностями. Эл. с высокими ионными потенциалами образуют растворимые комплексные анионы (С, S, N, B). При низких Т высокие миграционные способности газов обеспечиваются слабыми молекулярными связями их молекул. Рад. Св-ва, опред-ие изменение изотопного состава и появление ядер других эл.

Для метеоритов характерно присутствие как окисленного, так и металлического железа. Первое входит в железо-магнезиальные силикаты, составляющие основу каменного вещества метеоритов, а второе представлено никелистым железом, встречающимся в виде включений. Окисленное и металлическое железо сосуществует в самых различных пропорциях: наряду с железными метеоритами, состоящими практически из чистого металла, встречаются метеориты, содержащие до 10-20% ферросиликатов; железо-каменные метеориты содержат металл и ферросиликат примерно в равных количествах. Наряду с каменными метеоритами, совсем или почти совсем не содержащими металла (ахондриты и некоторые типы хондритов), имеются хондриты, в которых только металлические включения составляют 30 % их массы. В хондритах наблюдается следующая закономерность (закон Прайора): чем меньше в них металлических включений, тем эти включения богаче никелем и тем богаче железом железо-магнезиальные силикаты. Установленные закономерности могут быть обусловлены различной термальной историей металлических зерен до агломерации хондритового вещества в метеоритное тело. Очевидно, мелкие частицы металла были преобразованы в крупные до образования единых тел хондритов.

Не вызывает сомнения, что падающие на Землю метеориты являются осколками более крупных тел. Большинство исследователей считает, что метеориты приходят из пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера, что подтверждено вычислениями орбит метеоритного тела Пшибрам и Сихотэ-Алинского метеорита. Число астероидов очень велико: около 55 000 из них имеют диаметр более 1км, наибольший - Церера - в поперечнике 770 км. Общая масса астероидного кольца оценивается примерно в 1/10 массы Луны или 1/100 массы Земли. Астероиды, двигаясь по пересекающимся орбитам, дробятся; при этом их дроблению и разлету осколков, ставших впоследствии метеоритами, зачастую предшествовали столкновения, которые не сопровождались разлетом, но следы которых сохранились в структуре вещества. Последняя свидетельствует об ударном давлении более 10 10 Па, приведшем, в частности, к образованию в некоторых метеоритах алмазов. Расчеты показывают, что за время существования Земли (4,5 млрд. лет) примерно 30 % астероидов превратилось в мелкие фрагменты и пыль - примерно 10 10 т в год. Из этого количества на Землю падает ежегодно несколько тысяч тонн в виде метеоритов и космической пыли.

Химический состав метеоритов складывается из тех же элементов, что и земные горные породы, правда, соотношения их часто необычны с «земной» точки зрения. Однако в метеоритах, как и на Земле, наиболее распространенными являются первые девять элементов, которые, соединяясь между собой в различных соотношениях, образуют основные минералы метеоритов. При этом кислород присутствует в метеоритах в виде химических соединений с другими элементами, образуя главным образом безводные силикаты, а вода в заметных количествах содержится только в углистых хондритах. В целом же метеоритная материя характеризуется тремя главными фазами: силикатной (74,7%), троилитовой (5,7%) и железо-никелевой (19,6%). Эти значения получены из анализов обычных хондритов, которые являются наиболее распространенными метеоритами и наименее дифференцированными по сравнению с другими типами метеоритов. Поэтому многие исследователи, следуя Г. Юри, полагают, что хондриты в наибольшей степени отвечают среднему составу метеоритного вещества. Насколько различаются группы каменных метеоритов по составу, дает представление табл. 9, отражающая вариации лишь групп хондритов. Аналогичным образом различаются между собой и группы ахондритов железных и железо-каменных метеоритов.

Следует иметь в виду, что метеориты чрезвычайно негомогенны по фазовому составу; в пределах каждой из их главных фаз существует большое число различных минералов, а распределение микроэлементов весьма неравномерно даже в пределах зерен одного и того же минерала. Так, если в обычных хондритах не хватает очень многих элементов, иногда в 10-1000 раз, сравнительно с их космической распространенностью и содержанием в Земле в целом, то в энстатитовых и углистых хондритах I типа тех же самых элементов (Hg, Tl, Pb, Bi и др.) оказалось как раз столько, сколько требуется (табл. 10). В табл. 10 включены те элементы, распространенность которых меняется от группы к группе более чем в два раза. Дефицитные элементы в углистых хондритах II и III типов, как правило, встречаются реже, чем I типа. В обычных хондритах картина фракционирования более сложная по сравнению с углистыми: марганец и щелочные металлы, за исключением цезия, не показывают ощутимой нехватки; распространенность таких элементов, как Си, Аи, Ga, Ge, Sn, Sb, F, Sn, Se, в четыре раза меньше, чем в углистых хондритах I типа, а 13 элементов - Cs, le, Ag, CI, Br, Y, Zn, Cd, Hg, Pb, Bi, Tl и Tn — в 10-500 раз меньше. Во многих случаях энстатитовые хондриты I типа сходны с углистыми, но в среднем распространенность летучих в них составляет примерно 2/3 их распространенности в углистых I типа, сключение составляют ртуть и атмофильные элементы, что объясняется их чрезвычайно большой летучестью. Энстатитовые хондриты II типа ведут себя аналогично обыкновенным хондритам. На рис. 9 приведена периодическая таблица Д. И. Менделеева, на которой штриховкой отмечены те элементы, которых не хватает в обычных хондритах по сравнению с их космической распространенностью или их концентрация очень сильно варьирует от образца к образцу. «Нормальными» оказываются все элементы переходных групп, за исключением марганца: объединяет же все «ненормальные» элементы лишь одно общее свойство - все они в той или иной степени летучи.

Метеоры – это частички межпланетного материала, проходящие через атмосферу Земли и нагревающиеся до накаливания трением. Эти объекты называются метеорными телами и мчатся через космос, становясь метеорами. За несколько секунд они пересекают небо, создавая светящиеся тропы.

Метеорные потоки
Ученые подсчитали, что 44 тонны метеоритного вещества падает на Землю каждый день. Несколько метеоров в час, как правило, можно наблюдать любой ночью. Иногда количество резко возрастает - эти явления называются метеорными потоками. Некоторые происходят ежегодно или через определенные промежутки времени, когда Земля проходит через след пыльного мусора, оставленного кометой.

Метеорный поток Леониды

Метеорные потоки, как правило, называют в честь звезды или созвездия, которое ближе всего к тому месту, где метеоры появляются в небе. Пожалуй, наиболее известными являются Персеиды, которые появляются 12 августа каждый год. Каждый метеор - Персеид - это крошечный кусочек кометы Свифта-Туттля, которая оборачивается вокруг Солнца за 135 лет.

Другие метеоритные дожди и связанные с ними кометы - это Леониды (Темпеля-Туттля), Аквариды и Ориониды (Галлея) и Тауриды (Энке). Большая часть кометной пыли в метеорных дождях сгорает в атмосфере, не достигнув поверхности Земли. Часть этой пыли улавливается самолетами и анализируется в лабораториях НАСА.

Метеориты
Куски камня и металла с астероидов и других космических тел, которые выживают после путешествия через атмосферу и падают на землю, называются метеоритами. Большинство метеоритов, найденных на Земле галечные, размером с кулак, но некоторые из них больше, чем здания. Когда-то Земля пережила множество серьезных метеоритных атак, которые вызвали значительные разрушения.

Одним из самых сохранившихся кратеров является кратер метеорита Барринджер в Аризоне, около 1 км (0,6 мили) в диаметре, образовавшийся в результате падения куска железо-никелевого металла примерно 50 метров (164 фута) в диаметре. Ему 50000 лет и он так хорошо сохранился, что используется для изучения метеоритных ударов. С тех пор, как это место было признано таким ударным кратером в 1920 году, около 170 кратеров были найдены на Земле.

Метеоритный кратер Барринджер

Серьезный удар астероида 65 миллионов лет назад, который создал 300 километров в ширину (180 миль) кратер Chicxulub на полуострове Юкатан, способствовал вымиранию около 75 процентов морских и сухопутных животных на Земле в то время, включая динозавров.

Документально зафиксированных свидетельств причинения метеоритом ущерба или смерти мало. В первом известном случае внеземной объект травмировал человека в США. Энн Ходжес из Sylacauga, Алабама, получила травмы после попадания 3,6 килограммового (8 фунтов) каменного метеорита в крышу ее дома в ноябре 1954 года.

Метеориты могут быть похожи на земные камни, но они обычно имеют горелую поверхность. Эта горелая корочка появляется в результате плавления метеорита за счет трения, во время прохождения через атмосферу. Есть три основных типа метеоритов: серебристые, каменные и каменисто-серебристые. Хотя большинство метеоритов, которые падают на Землю каменные, больше метеоритов, обнаруженных в последнее время – серебристые. Эти тяжелые предметы легче отличить от пород Земли, чем каменные метеориты.

Это изображение метеорита было сделано марсоходом Opportunity в Сентябре 2010 года

Метеориты падают также на другие тела Солнечной системы. Марсоход Opportunity исследовал метеориты разного типа на другой планете, когда он обнаружил железо-никелевый метеорит размером с баскетбольный мяч на Марсе в 2005 году, а затем нашел гораздо больше и тяжелее железо-никелевый метеорит в 2009 году в той же области. В целом, Марсоход Opportunity открыл шесть метеоритов в ходе своего путешествия по Марсу.

Источники метеоритов
Более 50000 метеоритов были найдены на Земле. Из них 99,8% пришли из Пояса астероидов. Доказательства их происхождения из астероидов включают в себя вычисленные из фотографических наблюдений орбиты падения метеорита, спроецированной обратно на пояс астероидов. Анализ нескольких классов метеоритов показал совпадение с некоторыми классами астероидов и они также имеют возраст от 4,5 до 4,6 млрд. лет.

Исследователи обнаружили новый метеорит в Антарктиде

Тем не менее, мы можем найти соответствие только одной группы метеоритов определенному типу астероидов - eucrite, diogenite и howardite. Эти магматические метеориты происходят из третьего по величине астероида Весты. Астероиды и метеориты, которые падают на Землю, не являются частями планеты, что распалась, но состоят из оригинальных материалов, из которых планеты образовались. Изучение метеоритов рассказывает нам об условиях и процессах при формировании и ранней истории Солнечной системы, таких, как возраст и состав твердых тел, природа органического вещества, температуры, достигнутые на поверхности и внутри астероидов и форма, в которую эти материалы были приведены в результате столкновения.

Остальные 0,2 процента метеоритов можно разделить примерно поровну на метеориты с Марса и Луны. Более чем 60 известных марсианских метеоритов были выброшены с Марса в результате метеоритного дождя. Все они - магматические породы, которые кристаллизовались из магмы. Камни очень похожи на земные, с некоторыми отличительными чертами, которые указывают на марсианское происхождение. Почти 80 лунных метеоритов схожи по минералогии и составу лунных камней с миссии Аполлон, но достаточно отличаются, чтобы показать, что они пришли из разных частей Луны. Исследования лунных метеоритов и марсианских дополняют исследования пород Луны миссии Аполлон и роботизированных исследований Марса.

Виды метеоритов
Довольно часто обычный человек представляя, как выглядит метеорит, думает о железе. И это легко объяснить. Железные метеориты плотные, очень тяжелые и часто принимают необычные, и даже впечатляющие формы во время падения и плавления в атмосфере нашей планеты. И хотя железо, ассоциируется у большинства людей с типичным составом космических камней, железные метеориты это один из трёх основных видов метеоритов. И они довольно редки по сравнению с каменными метеоритами, особенно с самой распространенной их группой – одинарными хондритами.

Три основных вида метеоритов
Существует большое количество видов метеоритов, разделенных на три основные группы: железные, каменные, каменно-железные. Почти все метеориты содержат внеземной никель и железо. Те из них которые совсем не содержат железа на столько редки, что даже если мы обратимся за помощью по выявлению возможных космических камней, мы скорее всего не найдём ни чего, что не содержит большое количество метала. Классификация метеоритов, по факту, основывается на количестве железа, содержащемся в образце.

Пример железного метеорита

У большинства образцов этой группы, железная составляющая примерно 90%-95%, остальное никель и рассеянные микроэлементы. Железные метеориты подразделяются на классы по химическому составу и структуре. Структурные классы определяются путём изучения двух компонентов железоникелевых сплавов: камасит и тэнит.

Эти сплавы имеют сложную кристаллическую структуру, известную как видманштеттеновая структура, названная в честь графа Алоиза фон Видманштеттена описавшего феномен в 19 веке. Эта решёткоподобная структура очень красива и хорошо видна, если железный метеорит нарезать пластинами, отполировать и потом протравить в слабом растворе азотной кислоты. У камаситовых кристаллов, обнаруженных в процессе этого, измеряют среднюю ширину полос, полученную цифру используют для разделения железных метеоритов на структурные классы. Железо с тонкой полосой (менее 1 мм) называют «тонкоструктурный октаэдрит», с широкой полосой «грубый октаэдрит».

Каменные метеориты
Крупнейшая группа метеоритов - каменные, они сформировались из внешней коры планеты или астероида. Множество каменных метеоритов, особенно те, которые находятся на поверхности нашей планеты долгое время, очень сильно похожи на обычные земные камни, и нужен опытный глаз, чтобы найти такой метеорит в поле. Недавно упавшие камни отличаются черной сияющей поверхностью, которая образовалась в результате горения поверхности в полете, и подавляющее большинство камней содержит достаточно железа, чтобы притягиваться к мощному магниту.

Типичный представитель хондритов

Некоторые каменные метеориты содержат маленькие, красочные, зерноподобные включения известные, как «хондры». Эти крошечные крупинки произошли из солнечной туманности, следовательно, ещё до формирования нашей планеты и всей Солнечной Системы, что делает их древнейшей известной материей доступной для изучения. Каменные метеориты, содержащие эти хондры, называются «хондриты».

Космические камни без хондр называются «ахондриты». Это вулканические камни, сформированные вулканической активностью на их «родительских» космических объектах, где плавление и рекристаллизация стерли все следы древних хондр. Ахондриты содержат мало железа или не содержат его совсем, что делает трудными его поиски по сравнению с другими метеоритами, хотя его образцы часто покрыты глянцевой корочкой, которая выглядит как эмалевая краска.

Каменные метеориты с Луны и Марса
Действительно ли, мы можем найти лунные и марсианские камни на поверхности нашей собственной планеты? Ответ - да, но они чрезвычайно редкие. Более сто тысяч лунных и примерно тридцать марсианских метеоритов были обнаружены на Земле, и все они относятся к ахондритовой группе.

Лунный метеорит

Столкновение поверхности Луны и Марса с другими метеоритами, выкинуло осколки в открытый космос и некоторые из них упали на Землю. С финансовой точки зрения лунные и марсианские образцы находятся среди самых дорогих метеоритов. На рынках коллекционеров их цена доходит до тысячи долларов за грамм, что делает их в несколько раз более дорогими, чем, если бы они были из золота.

Каменно-железные метеориты
Наименее распространенный из трёх основных видов – каменно-железный, насчитывает менее 2% от всех известных метеоритов. Они состоят из примерно одинаковых частей железа-никеля и камня, и делятся на два класса: палласиты и мезосидериты. Каменно-железные метеориты образовались на границе коры и мантии своих «родительских» тел.

Пример каменно-железного метеорита

Палласиты, пожалуй, самый заманчивый из всех метеоритов и определенно представляет большой интерес среди частных коллекционеров. Палласит состоит из железоникелевой матрицы, заполненной кристаллами оливина. Когда кристаллы оливина достаточно чистые, и отображаются изумрудно-зелёным цветом, они известны как драгоценный камень перодот. Палласиты получили своё название в честь немецкого зоолога Питера Палласа, который описал русский метеорит Красноярск, найденный возле столицы Сибири в 18 веке. Если кристалл палласита разрезать на пластины и отполировать, он становится полупрозрачным, что дает ему неземную красоту.

Мезосидериты – меньшая из двух каменно-железных групп. Они состоят из железа-никеля и силикатов, и обычно привлекательно выглядят. Высокий контраст серебристой и черной матрицы, если отрезать пластину и отшлифовать, и случайных вкраплений, приводит к очень необычному виду. Слово мезосидерит произошло от греческого «половина» и «железо», и они очень редкие. В тысячах официальных каталогов метеоритов, мезосидеритов менее сотни.

Классификация метеоритов
Классификация метеоритов комплексный и технический предмет и сказанное выше предназначено только в качестве краткого обзора темы. Методы классификации изменялись несколько раз за последние годы; известные метеориты переклассифицировали в другой класс.

Марсианские метеориты
Марсианский метеорит - редкий вид метеоров, который прилетел с планеты Марс. До ноября 2009 года на Земле было найдено более 24 000 метеоров, но только 34 из них марсианских. Марсианское происхождение метеоров было известно по составу изотопного газа, который содержится в метеорах в микроскопическом количестве, анализ марсианской атмосферы, был произведен аппаратами «Викинг».

Возникновение марсианского метеорита Нахла
В 1911 году в египетской пустыне был найден первый марсианский метеорит под названием «Нахла». Возникновение и принадлежность метеорита к Марсу установили намного позже. И установили его возраст - 1,3 миллиардов лет. Данные камни появились в космосе после падения на Марс больших астероидов или при массивных извержениях вулканов. Сила взрыва была такая, что выкинутые кусочки породы приобрели скорость, необходимую для того, чтобы превзойти притяжение планеты Марс и оставить его орбиту (5 км/с). В наше время на Землю падает до 500 кг марсианских камней за один год.

Две части метеорита Нахла

В августе 1996 года в журнале Science опубликовали статью об исследовании метеорита ALH 84001, найденного в Антарктиде в 1984 году. Началась новая работа, сосредоточена вокруг метеорита обнаруженного в леднике Антарктиды. Исследование проводили при помощи сканирующего электронного микроскопа, они выявили «биогенные структуры» внутри метеора, которые теоретически имели возможность быть образованы жизнью на Марсе.

Изотопная дата продемонстрировала, что метеор появился около 4,5 млрд. лет назад, и попав в межпланетное пространство, упал на Землю 13 тыс. лет назад.

"Биогенные структуры", обнаруженные на срезе метеорита

Изучая метеор с помощью электронного микроскопа, эксперты нашли микроскопические окаменелости, подсказывающие бактериальные колонии, состоящие из отдельных частей объемом приблизительно 100 нм. Еще были отысканы следы препаратов, возникающих при разложении микроорганизмов. Доказательство возникновения марсианского метеора требует микроскопического изучения и особых химических анализов. Засвидетельствовать марсианское возникновение метеора может специалист сообразно наличию минералов, оксидов, фосфатов кальция, кремния и сульфида железа.

Известные образцы являются бесценными находками, поскольку представляют собой типичные капсулы времени из геологического прошлого Марса. Данные марсианские метеориты мы получили без всяких космических миссий.

Самые большие метеориты, упавшие на Землю
На Землю время от времени падают космические тела… больше и не очень, из камня или металла. Некоторые из них не более песчинки, другие весят несколько сотен килограмм или даже тонн. Ученые Астрофизического института города Оттава (Канада) утверждают, что в год нашу планету посещает несколько сотен твердых инопланетных тел общей массой более 21 тонны. Вес большинства метеоритов не превышает нескольких грамм, однако есть и те, которые весят несколько сотен килограмм или даже тонн.

Места падения метеоритов либо огораживают, либо наоборот открывают для всеобщего обозрения, чтобы каждый желающий смог притронуться к внеземному «гостю».

Некоторые путают кометы и метеориты из-за того, что оба этих небесных тела имеют огненную оболочку. В древности люди считали кометы и метеориты плохим предзнаменованием. Места падения метеоритов люди старались избегать, считая их проклятой зоной. К счастью, в наше время, подобных случаев уже не наблюдается, а даже наоборот - места падения метеоритов вызывают огромнейший интерес у жителей планеты.

Вспомним 10 наиболее крупных метеоритов, которые падали на нашу планету.

Метеорит упал на нашу планету 22 апреля 2012-го года, скорость болида составляла 29 км/сек. Пролетел над штатами Калифорния и Невада, метеорит разбросал свои горящие осколки на десятки километров и разорвался в небе над столицей США. Мощность взрыва относительно небольшая – 4 килотонны (в тротиловом эквиваленте). Для сравнения, взрыв знаменитого челябинского метеорита по мощность составил 300 килотонн в тротиле.

По мнению ученых, метеорит Саттер Милл был сформирован в момент зарождения нашей Солнечной системы, космическому телу более 4566,57 млн. лет назад.

11 февраля 2012-го года над территорией КНР пролетели сотни крохотных метеоритных камней и упали на площадь свыше 100 км в южных районах Китая. Наиболее крупный из них весил порядка 12.6 кг. По мнению ученых, метеориты прилетели из астероидного пояса между Юпитером и Марсом.

15-го сентября 2007 года метеорит упал у озера Титикака (Перу) рядом с границей Боливией. По утвержденью очевидцев, событию предшествовал сильный шум. Потом они увидели падающее охваченное огнем тело. Метеорит оставил яркий след в небе и струйку дыма, который было видно спустя несколько часов после падения болида.

На месте падения образовался огромный кратер 30 метров в диаметре и 6 в глубину. В метеорите содержались токсичные вещества, поскольку у людей живущих рядом начались головные боли.

На Землю чаще всего падают метеориты из камня (92% от общего количества), состоящие из силикатов. Челябинский метеорит – исключение, он был железным.

Метеорит упал 20 июня 1998 года рядом с туркменским городом Куня-Ургенч, отсюда и произошло его название. Перед падением местные жители видели яркую вспышку. Самая большая часть болида весит 820 кг, этот кусок упал в поле и образовал воронку в 5 метров.

По данным геологов, возраст этого небесного тела составляет порядка 4-х млрд лет. Метеорит Куня-Ургенч сертифицирован Международным метеоритным обществом и считается наиболее крупным всех болидов падавших на территории СНГ и стран третьего мира.

Болид из железа Стерлитамак, чей вес составлял более 300 кг, упал 17 мая 1990 года на поле совхоза западнее города Стерлитамак. При падении небесного тела образовался кратер в 10 метров.

Вначале были обнаружены небольшие металлические обломки, спустя год ученым удалось извлечь самый крупный фрагмент метеорита весом 315 кг. В настоящее время метеорит находится в Музее этнографии и археологии Уфимского научного центра.

Произошло это событие в марте 1976-го года в провинции Цзилинь на востоке Китая. Крупнейший метеоритный дождь длился более получаса. Космические тела падали со скоростью 12 км в секунду.

Лишь спустя несколько месяцев были найдены около сотни метеоритов, самый большой - Цзилинь (Гирин), весил 1.7 т.

Этот метеорит упал 12 февраля 1947-го года на Дальнем Востоке в городе Сихотэ-Алинь. Болид был раздроблен в атмосфере на мелкие железные куски, которые рассыпались на площади 15 кв.км.

Образовалось несколько десятков кратеров глубиной 1-6 метров и диаметром от 7 до 30 метров. Геологи собрали несколько десятков тонн метеоритного вещества.

Метеорит Гоба (1920 год)

Знакомьтесь, Гоба - один из самых крупных найденных метеоритов! На Землю он упал 80 тыс. лет назад, однако был найден в 1920 году. Настоящий гигант из железа весил порядка 66 тонн и имел объём 9 куб.м. Кто знает, с какими мифами связывали падение этого метеорита жившие в то время люди.

Состав метеорита. На 80% это небесное тело состоит из железа, считается наиболее тяжелым из всех метеоритов, когда-либо падавших на нашу планету. Ученые взяли пробы, но не стали транспортировать весь метеорит. Сегодня он находится на месте падения. Это – один из самых больших кусков железа на Земле внеземного происхождения. Метеорит постоянно уменьшается: эрозия, вандализм и научные исследования сделали свое дело: метеора снизился на 10%.

Вокруг него создали специальное ограждение и теперь Гоба известен всей планете, к нему приезжает множество туристов.

Загадка тунгусского метеора (1908 год)

Самый известный российский метеорит. Летом 1908-го года над территорией Енисея пролетел огромный огненный шар. Метеорит взорвался на высоте 10 км над тайгой. Взрывная волна два раза обогнула Землю и зафиксировалась всеми обсерваториями.

Мощность взрыва просто чудовищна и оценивается в 50 мегатонн. Полет космического гиганта – сотня километров в секунду. Вес, по разным оценкам варьируется - от 100 тыс. до одного млн. тонн!

К счастью при этом никто не пострадал. Метеорит взорвался над тайгой. В близлежащих населенных пунктах взрывной волной выбило окно.

В результате взрыва повалились деревья. Территории леса в 2 000 кв. превратилась в щебки. Взрывная волна убила животных в радиусе более 40 км. Несколько дней над территорией центральной Сибири наблюдались артефакты – светящиеся облака и свечение неба. По мнению ученых это было вызвано инертными газами, которые были высвобождены в момент входа метеорита в атмосферу Земли.

Что же это было? Метеорит оставил бы на месте падения огромный кратер как минимум в 500 метров глубиной. Ни одна экспедиция не смогла найти ничего подобного…

Тунгусский метеор, с одной стороны - хорошо изученное явление, с другой - одна из самых больших загадок. Небесное тело разорвалось в воздухе, куски сгорели в атмосфере, и на Земле не осталось никаких остатков.

Рабочее название «Тунгусский метеорит» появилось потому, что это – наиболее простое и понятное объяснение пролетевшего горящего шара, вызвавшего эффект взрыва. Тунгусский метеорит называли и разбившимся инопланетным кораблем, и природной аномалией, и взрывом газа. Чем же он был в реальности - остается только догадываться и строить гипотезы.

Метеоритный дождь в США (1833 год)

13 ноября 1833-го года в США над восточной территорией прошел метеоритный дождь. Длительность метеоритного дождя - 10 часов! На поверхность нашей планеты за это время упало около 240 тыс. мелких и средних метеоритов. Метеоритный дождь 1833 года - самый мощный из всех известных метеорных потоков.

Каждый день десятки метеоритных потоков пролетают рядом с нашей планетой. Известны около 50 потенциально опасных комет, которые могут пересечь орбиту Земли. Столкновение нашей планеты с небольшими (не способными нанести большой вред) космическими телами происходят раз в 10-15 лет. Особая опасность для нашей планеты - падение астероида.

Челябинский метеорит
Прошло уже почти два года, как южноуральцы оказались очевидцами космического катаклизма - падение челябинского метеорита, ставшее впервые в современной истории случаем, который причинил существенный ущерб местному населению.

Падение астероида произошло в 2013 году, 15 февраля. Вначале южноуральцам показалось, будто взорвался «малопонятный объект», многие видели странные зарницы, освещающие небо. Вот к какому мнению пришли учёные, изучившие данное происшествие в течение года.

Данные о метеорите
В местности близ Челябинска упала достаточно обычная комета. Падения космических объектов именно подобного характера случаются один раз за столетие. Хотя по другим сведениям, они случаются неоднократно, в среднем до 5 раз в 100 лет. По предположениям учёных, в атмосферу нашей Земли ориентировочно раз в год залетают кометы величиной порядка 10 м., что больше в 2 раза челябинского меторита, однако зачастую это происходит над регионами с малым количеством населения или над океанами. При чём кометы сгорают и разрушаются на огромной высоте, не нанося никакого ущерба.

Шлейф от Челябинского метеорита на небе

До падения масса челябинского аэролита равнялась от 7 до 13 тысяч тонн, а его параметры достигали предположительно 19.8 м. Проведя анализ, учёные выяснили, что на поверхность земли всего свалилось порядка 0.05% от начальной массы, это 4-6 тонн. В настоящее время собрано из данного количества чуть более одной тонны, учитывая и один из крупных осколков аэролита массой в 654 кг., поднятого со дна Чебаркульского озера.

Исследование челябинского маеторита по геохимическим показателям выявило, что он принадлежит типу обычных хондритов класса LL5. Это самая часто встречающаяся подгруппа каменных метеоритов. Все ныне обнаруженные метеориты, порядка 90%, являются именно хондритами. Они получили своё название ввиду наличия в них хондр - сферических оплавленных образований диаметром в 1 мм.

Показания инфразвуковых станций свидетельствуют, что в минуту сильного торможения челябинского аэролита, когда до земли оставалось примерно 90 км., произошёл мощнейший взрыв силой равный тротиловому эквиваленту 470-570 килотонн, что сильнее в 20-30 раз атомного взрыва в Хиросиме, однако по взрывной мощи он уступает падению Тунгусского метеорита (примерно от 10 до 50 мегатонн) больше чем в 10 раз.

Падение челябинского метеорита сразу сотворило сенсацию и по времени и по месту. В современной истории этот космический объект является первым упавшим метеоритом в столь плотнонаселённый район, вследствие чего, повлекший за собой значительный ущерб. Так при взрыве метеорита были выбиты стёкла более 7 тысяч домов, более полутора тысяч человек обратилось за медицинской помощью, из них 112 госпитализированы.

Помимо значительного урона, падение метеорита также принесло и положительные результаты. На сегодня это событие лучше всего задокументировано. К тому же одна видеокамера засняла фазу падения в Чебаркульское озеро одного из больших осколков астероида.

Откуда прилетел челябинский метеорит?
Для учёных данный вопрос не составил особого труда. Он появился из основного пояса астероидов нашей Солнечной системы, зоны посреди орбит Юпитера и Марса, где пролегают пути большинства малых тел. Орбиты отдельных из них, к примеру, астероидов группы Атона или Аполлона продолговаты и могут проходить через орбиту Земли.

Учёные-астрономы достаточно точно смогли определить траекторию полёта «челябинца», благодаря множеству фото- и видеозаписям, а также спутниковым фотоснимкам, запечатлевшим падение. Затем астрономы продолжили путь метеорита в обратную сторону, за атмосферу, с целью выстроить полную орбиту данного объекта.

Размеры фрагментов Челябинского метеорита

Несколько групп астрономов пытались определить путь челябинского метеорита до его удара с Землёй. По их вычислениям можно увидеть, что большая полуось орбиты упавшего метеорита равнялась примерно 1.76 а.е. (астрономическая единица), это средний радиус земной орбиты; близкая к Солнцу точка орбиты - перигелий, был на дистанции 0.74 а.е., а наиболее удалённая от Солнца точка - афелий, или апогелий, на 2.6 а.е.

Данные цифры позволили учёным попытаться найти челябинского метеорита в астрономических каталогах уже выявленных малых космических объектов. Понятно, что большинство ранее установленных астероидов через какое-то время вновь «выпадают из вида», а затем некоторых «потеряшек» умудряются «открыть» по второму разу. Астрономы не отбрасывали и этот вариант, что упавший метеорит, возможно, и есть «потеряшка».

Родичи челябинского метеорита
Пусть полного сходства при поисках не выявилось, астрономы всё же сыскали ряд вероятных «родичей» астероида из Челябинска. Учёные из Испании Рауль и Карлос де ла Флуэнте Маркос, просчитав все вариации орбит «челябинца», выискали его предполагаемого праотца - астероид 2011 ЕО40. На их взгляд, челябинский метеорит оторвался от него порядка 20-40 тысяч лет.

Ещё одна команда (Астрономический институт АН Чехии) во главе с Иржи Боровичкой, вычислив глиссаду челябинского метеорита, установила, что она сильно сходна с орбитой астероида 86039 (1999 NC43) размером 2.2 км. К примеру, большая полуось орбиты и того, и другого объекта равна 1.72 и 1.75 а.е., а расстояние перигелия равняется 0.738 и 0.74.

Трудный жизненный путь
По упавшим на поверхность земли осколкам челябинского метеорита учёные «определили» его жизненную историю. Оказывается, челябинский метеорит является сверстником нашей Солнечной системы. При исследовании пропорций изотопов урана и свинца выяснилось, что ему приблизительно 4.45 миллиарда лет.

Фрагмент Челябинского метеорита, обнаруженного на озере Чебаркуль

На его трудную биографию указывают тёмные нити в толще метеорита. Они возникли при оплавлении веществ, попавших внутрь в результате сильнейшего удара. Это показывает, что ориентировочно 290 миллионов лет тому назад этот астероид выдержал мощное столкновение с каким-то космическим объектом.

Как заявляют учёные Института геохимии и аналитической химии им. Вернадского РАН, столкновение заняло по времени примерно несколько минут. На это указывают потёки ядер железа, которые не успели до конца оплавиться.

Одновременно с этим, учёные из ИГМ СО РАН (Институт геологии и минералогии) не отклоняют факт того, что следы плавления, возможно, появились из-за чрезмерного сближения космического тела с Солнцем.

Метеорные потоки
Несколько раз в год метеорные потоки, будто звезды, освещают чистое ночное небо. Но они на самом деле не имеют ничего общего со звездами. Эти небольшие космические частицы метеоритов являются в буквальном смысле небесным мусором.

Метеороид, метеор или метеорит?
Всякий раз, когда метеороид входит в атмосферу Земли, он генерирует вспышку света, называющуюся метеором или «падающей звездой». Высокие температуры, вызванные трением между метеором и газом в атмосфере Земли, нагревает метеорит до точки, когда он начинает светиться. Это то самое свечение, которое делает метеор видимым с поверхности Земли.

Метеоры обычно светятся в течение очень короткого периода времени - они, как правило, полностью сжигаются до удара поверхности Земли. Если метеор не распадается при прохождении через атмосферу Земли и падает на поверхность, тогда он известен как метеорит. Метеориты, как полагают, происходят из Пояса астероидов, хотя некоторые части мусора были идентифицированы как принадлежащие к Луне и Марсу.

Что такое метеорные потоки?
Иногда метеоры падают огромным потоком, известным как метеорные потоки. Метеорные потоки возникают, когда комета приближается к Солнцу и оставляет мусор позади себя в виде своеобразных «хлебных крошек». Когда орбита Земли и кометы пересекаются, на Землю падает метеорный поток.

Так метеоры, которые образуют метеорный поток, перемещаются на параллельном пути и с той же скоростью, поэтому для наблюдателей они исходят из одной точки в небе. Эта точка известна как «радиант». По соглашению, метеоритные потоки, особенно регулярные, названы в честь созвездия, из которого они приходят.