Происхождение метеоритов. Школьная энциклопедия

МЕТЕОРИТ – кусок внеземного вещества, упавший на поверхность Земли; дословно – «камень с неба».Метеориты – это старейшие из известных минералов (4,5 млрд. лет), поэтому в них должны сохраниться следы процессов, сопровождавших формирование планет. Пока на Землю не были доставлены образцы лунного грунта, метеориты оставались единственными образцами внеземного вещества. Геологи, химики, физики и металлурги собирают и изучают метеориты уже более 200 лет. Из этих исследований возникла наука о метеоритах. Хотя первые сообщения о падении метеоритов появились давно, ученые относились к ним весьма скептически. Разнообразные факты заставили их, в конце концов, поверить в существование метеоритов. В 1800–1803 несколько известных европейских химиков сообщили, что химический состав «метеорных камней» из разных мест падения схож, но отличается от состава земных пород. Наконец, когда в 1803 в Эгле (Франция) разразился ужасный «каменный дождь», усыпавший землю осколками и засвидетельствованный множеством возбужденных очевидцев, Французская академия наук вынуждена была согласиться, что это действительно были «камни с неба». Теперь считается, что метеориты – это фрагменты астероидов и комет.Метеориты делят на «упавшие» и «найденные». Если человек видел, как метеорит падал сквозь атмосферу и затем действительно обнаружил его на земле (событие редкое), то такой метеорит называют «упавшим». Если же он был найден случайно и опознан, что типично для железных метеоритов, то его называют «найденным». Метеоритам дают имена по названиям мест, где их нашли. В некоторых случаях обнаруживается не один, а несколько осколков. Например, после метеоритного дождя 1912 в Холбруке (шт. Аризона) было собрано более 20 тыс. фрагментов.Падение метеоритов.До тех пор пока метеорит не достиг Земли, его называют метеороидом. Метеороиды влетают в атмосферу со скоростями от 11 до 30 км/с. На высоте около 100 км из-за трения о воздух метеороид начинает нагреваться; его поверхность раскаляется, и слой толщиной в несколько миллиметров плавится и испаряется. В это время его видно как яркий метеор (см. МЕТЕОР). Расплавленное и испарившееся вещество непрерывно сносится напором воздуха – это называют абляцией. Иногда под напором воздуха метеор дробится на множество фрагментов. Проходя сквозь атмосферу, он теряет от 10 до 90% начальной массы. Тем не менее, внутреняя часть метеора обычно остается холодной, поскольку не успевает прогреться за те 10 с, что длится падение. Преодолевая сопротивление воздуха, небольшие метеориты к моменту удара о землю существенно снижают скорость полета и углубляются в грунт обычно не более чем на метр, а иногда просто остаются на поверхности. Крупные метеориты тормозятся незначительно и при ударе производят взрыв с образованием кратера, такого, например, как в Аризоне или на Луне. Крупнейшим из найденных метеоритов считается железный метеорит Гоба (Южн. Африка), вес которого оценивается в 60 т. Его никогда не сдвигали с того места, где нашли. Каждый год несколько метеоритов подбирают сразу после их наблюдавшегося падения. К тому же все больше обнаруживают старых метеоритов. В двух местах на востоке шт. Нью-Мексико, где ветер постоянно выдувает почву, было найдено 90 метеоритов. На поверхности испаряющихся ледников в Антарктиде были обнаружены сотни метеоритов. Недавно упавшие метеориты покрыты остеклованной спекшейся коркой, которая темнее внутренней части. Метеориты представляют большой научный интерес; в большинстве крупных естественно-научных музеев и во многих университетах есть специалисты по метеоритам.

Небольшие фрагменты небесных тел, состоящие в основном из железа и камня, падающие на поверхность небесных тел из межпланетного пространства, называются метеориты. Для каждого астронома эти тела имеют большое значение: над ними проводят различные опыты, исследования. Ученые считают, что метеорит - такое образование космических тел, которое когда-то могло быть планетой.

До девятнадцатого века некоторые астрономы отвергали внеземное происхождение метеоритов. Почему-то считалось, что эти тела не способны проникать через земную атмосферу. Однако в ходе многочисленных опытов неоднократно было доказано, что камни попадают на земную поверхность из межпланетного пространства.

Особенности метеоритов

С проведением исследований каждого небесного тела ученые каждый раз открывают что-то новое и задаются вопросом, а что такое метеорит и какие еще они бывают?

Главная отличительная особенность упавших на Землю тел - это следы оплавления, которые остаются на поверхности. Этот процесс возникает при прохождении метеоритом атмосферы Земли. Иногда, под действием потока воздуха, они становятся конусообразными, чем-то схожими с боеголовкой. В остальных случаях небесные тела имеют камнеподобную форму.

Падение метеоритов можно наблюдать невооруженным глазом в ясную погоду. Это явление называют «падающая звезда». В редких случаях можно увидеть метеоритные дожди - когда сотни и даже тысячи небесных тел падают с огромной скоростью на Землю, но не долетают до нее, а сгорают в верхних слоях атмосферы. Хотя некоторым камням удается попасть на Землю: самое большое скопление таковых находится в пустыне Айдар.

Виды метеоритов

Немногие знают, что такое метеорит. Почему-то люди считают, что каждое небесное камнеобразное тело, падающее на Землю или пролетающее мимо планеты, - это метеорит, но это не совсем верно.

Так что такое метеорит на самом деле и каким он может быть? Метеориты - это космические тела, которые падают на поверхность крупных объектов. Они могут иметь вес от нескольких грамм до нескольких тонн. Считается, что за сутки на Землю падает около пяти тонн метеоритов.

Если космическое тело диаметром несколько метров движется по орбите и попадает в атмосферу Земли, то его называют метеороидом. Тела более крупных размеров - астероиды.

То явление, которое возникает при прохождении небесных тел через атмосферу Земли, называют метеором, а самые яркие «падающие звезды» - это болиды.

Твердое тело, которое падает на Землю, - метеорит. На месте его падения могут образовываться кратеры (астроблемы). Самый известный кратер, возникший в результате падения метеорита, - Аризонский, а самый крупный по диаметру - Уилкса: его диаметр составляет более 500 километров.

У метеоритов есть и другие названия: атмосферные тела, метеорные камни, уранолиты, сидеролиты, аэролиты и т. д.

По структуре все падающие камни могут быть железо-каменными, железными или каменными. Эти свойства позволили выделить классы метеоритов.
Железные тела уникальны. Они состоят из не встречающегося на Земле сплава никеля и железа.

Упавший метеорит из камня состоит из шариков-хондр. В их составе в основном силикаты, большинство которых известны на Земле. А вот входящих в состав тел минералов на нашей планете известно немного.

Железные метеориты

Падающие метеориты, состоящие из железа, являются частью погибших планет. Считается, что из них образован пояс астероидов между Юпитером и Марсом. Эти тела сильно притягиваются к магниту и являются самыми плотными веществами на Земле. Железные виды очень тяжелые, некоторые их сравнивают с пушечными ядрами.

Большая часть составляющей этого вида тел - железо. Его примерно 90 %, а остальное - это никель и прочие микроэлементы. По структуре и химическому составу эти виды подразделяются на классы. А вот структурные классы выявляются путем изучения сплавов тэнит и камасит. Они имеют сложную структуру.

Каменные тела

Упавший метеорит, который состоит из камня, формируется из внешней оболочки разрушенных планет или астероидов. Большая часть каменных видов очень похожи на обычные земные камни. Недавно упавшие тела можно отличить от камней по черной, сияющей поверхности, образовавшейся в результате прохождения через атмосферу Земли.

Некоторые виды тел содержат маленькие зерноподобные включения, называемые хондры. Они родом из солнечной туманности, а значит, были сформированы еще до возникновения нашей Солнечной системы.

Марсианские и лунные метеориты

Некоторые падающие метеориты прилетают с Луны и Марса. Эти тела - большая редкость на Земле. Всего их обнаружено чуть больше ста тысяч штук. Эти виды относятся к ахондритовой группе (камни без хондр).

Данные виды появились при столкновении Луны и Марса с астероидами, во время которых в космос выбросило осколки. Часть из них долетела до Земли и упала на ее поверхности. Если смотреть на эти виды камней с точки зрения коллекционеров, то они очень редки и стоят тысячи долларов за грамм веса.

Каменно-железные тела

Еще один вид метеоритов - каменно-железный. Всего насчитывается менее двух процентов камней, относящихся к этой группе. Такие виды состоят примерно из равных частей никеля, железа и камня. По своим свойствам каменно-железные метеориты делят на классы палласиты и мезосидериты. Фото метеоритов показывает, какими они могут быть разными.

Тунгусский взрыв

На территории Сибири больше ста лет тому назад произошло странное событие - мощный взрыв. Позже ученые выяснили, что это был Тунгусский метеорит.

Загадочное явление произошло в тайге в районе реки Подкаменной Тунгуски. Мощный взрыв был слышен за сотню километров от места падения Тунгусского метеорита. Очевидцы тех событий рассказывали, как над тайгой пронеслось какое-то яркое тело, намного ярче солнца.

В семь утра 30 июня 1908 года иркутские сейсмологи зафиксировали взрыв. Сначала они подумали, что это землетрясение, ведь подобные явления в этих местах происходят часто. Однако запись аппарата имела очень странный вид. Зигзаги, характерные для землетрясения, повторялись намного дольше обычного, в дополнении к этому наблюдалось несколько странных кривых.

Сразу же сотрудники обсерватории отослали сообщения местным корреспондентам, чтобы узнать о землетрясении. Ответ ошеломил: никакого землетрясения не было, но был слышен громкий звук, будто взрыв.

Экспедиции на место падения

Первую экспедицию на место падения Тунгусского метеорита отправили только через двадцать лет после его падения. Ее возглавил А. Кулик. Ученые обнаружили поваленный лес на огромной площади. Странным оказалось то, что в центре предполагаемого падения деревья стояли, и не было кратера.

На протяжении десятилетий ученые пытались найти следы Тунгусского метеорита. Неоднократно А. Кулик пытался найти осколки небесного тела, но его не было. Даже кратера на месте предполагаемого падения обнаружить не удалось.

По расчетам, Тунгусский метеорит должен был оставить кратер диаметром не менее километра и глубиной около двухсот метров. Такую огромную впадину можно было бы увидеть даже сейчас.

Помимо этого, падение должно было вызвать более серьезные разрушения, но в центре даже устояли деревья. Ученых привело в тупик то, что сучья у них были обломаны таким образом, будто взрыв ударил по растениям сверху.

Изначально местом падения Тунгусского метеорита считали торфяное болото. Однако при раскопках, бурении никаких небесных тел там обнаружено не было, а само болото оказалось карстовой воронкой. В 1941 году Кулик свернул исследования из-за начала войны.

Современные фото метеоритов показывают разнообразие эти тел. Они могут быть крупными, мелкими, оставлять гигантские кратеры. Крупные астероиды способны полностью уничтожить планету.

Метеориты – это старейшие из известных минералов (4,5 млрд. лет), поэтому в них должны сохраниться следы процессов, сопровождавших формирование планет. Пока на Землю не были доставлены образцы лунного грунта, метеориты оставались единственными образцами внеземного вещества. Геологи, химики, физики и металлурги собирают и изучают метеориты уже более 200 лет. Из этих исследований возникла наука о метеоритах. Хотя первые сообщения о падении метеоритов появились давно, ученые относились к ним весьма скептически. Разнообразные факты заставили их, в конце концов, поверить в существование метеоритов. В 1800–1803 несколько известных европейских химиков сообщили, что химический состав «метеорных камней» из разных мест падения схож, но отличается от состава земных пород. Наконец, когда в 1803 в Эгле (Франция) разразился ужасный «каменный дождь», усыпавший землю осколками и засвидетельствованный множеством возбужденных очевидцев, Французская академия наук вынуждена была согласиться, что это действительно были «камни с неба». Теперь считается, что метеориты – это фрагменты астероидов и комет.

Метеориты делят на «упавшие» и «найденные». Если человек видел, как метеорит падал сквозь атмосферу и затем действительно обнаружил его на земле (событие редкое), то такой метеорит называют «упавшим». Если же он был найден случайно и опознан, что типично для железных метеоритов, то его называют «найденным». Метеоритам дают имена по названиям мест, где их нашли. В некоторых случаях обнаруживается не один, а несколько осколков. Например, после метеоритного дождя 1912 в Холбруке (шт. Аризона) было собрано более 20 тыс. фрагментов.

Падение метеоритов.

До тех пор пока метеорит не достиг Земли, его называют метеороидом. Метеороиды влетают в атмосферу со скоростями от 11 до 30 км/с. На высоте около 100 км из-за трения о воздух метеороид начинает нагреваться; его поверхность раскаляется, и слой толщиной в несколько миллиметров плавится и испаряется. В это время его видно как яркий метеор (см . МЕТЕОР). Расплавленное и испарившееся вещество непрерывно сносится напором воздуха – это называют абляцией. Иногда под напором воздуха метеор дробится на множество фрагментов. Проходя сквозь атмосферу, он теряет от 10 до 90% начальной массы. Тем не менее, внутреняя часть метеора обычно остается холодной, поскольку не успевает прогреться за те 10 с, что длится падение. Преодолевая сопротивление воздуха, небольшие метеориты к моменту удара о землю существенно снижают скорость полета и углубляются в грунт обычно не более чем на метр, а иногда просто остаются на поверхности. Крупные метеориты тормозятся незначительно и при ударе производят взрыв с образованием кратера, такого, например, как в Аризоне или на Луне. Крупнейшим из найденных метеоритов считается железный метеорит Гоба (Южн. Африка), вес которого оценивается в 60 т. Его никогда не сдвигали с того места, где нашли.

Каждый год несколько метеоритов подбирают сразу после их наблюдавшегося падения. К тому же все больше обнаруживают старых метеоритов. В двух местах на востоке шт. Нью-Мексико, где ветер постоянно выдувает почву, было найдено 90 метеоритов. На поверхности испаряющихся ледников в Антарктиде были обнаружены сотни метеоритов. Недавно упавшие метеориты покрыты остеклованной спекшейся коркой, которая темнее внутренней части. Метеориты представляют большой научный интерес; в большинстве крупных естественно-научных музеев и во многих университетах есть специалисты по метеоритам.

Типы метеоритов.

Встречаются метеориты из различного вещества. Некоторые в основном состоят из сплава железа и никеля, содержащего до 40% никеля. Среди упавших метеоритов всего 5,7% железных, но в коллекциях их доля значительно больше, поскольку они медленнее разрушаются под влиянием воды и ветра, к тому же их легче обнаружить по внешнему виду. Если отполировать срез железного метеорита и слегка протравить кислотой, то часто на нем можно увидеть кристаллический рисунок из пересекающихся полос, образованный сплавами с различным содержанием никеля. Этот рисунок называют «видманштеттеновы фигуры» в честь А.Видманштеттена (1754–1849), первым наблюдавшего их в 1808.

Каменные метеориты подразделяют на две большие группы: хондриты и ахондриты. Наиболее часто встречаются хондриты, составляя 84,8% от всех упавших метеоритов. Они содержат округлые зерна миллиметрового размера – хондры; некоторые из метеоритов почти целиком состоят из хондр. В земных породах хондры не найдены, но похожие по размеру стекловидные зерна обнаружены в лунном грунте. Химики тщательно изучили их, поскольку химический состав хондр, вероятно, представляет первичное вещество Солнечной системы. Этот стандартный состав называют «космическим обилием элементов». В хондритах определенного типа, содержащих до 3% углерода и 20% воды, усиленно искали признаки биологического вещества, но ни в этих, ни в других метеоритах не обнаружили никаких признаков живых организмов. Ахондриты лишены хондр и по виду напоминают лунную породу.

Родительские тела метеоритов.

Изучение минералогического, химического и изотопного состава метеоритов показало, что они являются осколками более крупных объектов Солнечной системы. Максимальный радиус этих родительских тел оцениваются в 200 км. Примерно такой размер имеют самые крупные астероиды. Оценка основана на скорости остывания железного метеорита, при которой получаются два сплава с никелем, образующие видманштеттеновы фигуры. Каменные метеориты, вероятно, были выбиты с поверхности небольших планет, лишенных атмосферы и покрытых кратерами, как Луна. Космическое излучение разрушило поверхность этих метеоритов так же, как и лунных камней. Тем не менее, химический состав метеоритов и лунных образцов настолько различается, что совершенно очевидно – метеориты прибыли не с Луны. Ученые смогли сфотографировать два метеорита в процессе падения и вычислить по фотографиям их орбиты: оказалось, что эти тела пришли из пояса астероидов. Вероятно, астероиды служат основными источниками метеоритов, хотя некоторые из них могут быть частицами испарившихся комет.