Meteoriters struktur og sammensætning

Meteoriters struktur og sammensætning

© David A. Kring
World Wide Web Edition

Da meteoritter er dannet gennem en række forskellige processer på mange forskellige planetariske legemer, kan de have meget forskellige fysiske og kemiske egenskaber. Nogle meteoritter, især primitive chondritter, ligner slet ikke nogen anden type sten, der findes på Jorden, og kan let identificeres. Andre meteoritter, især achondritter, er imidlertid blevet dannet ved de samme typer af magmatiske processer som på Jorden og kan være meget vanskelige at genkende. For at illustrere variationerne i deres egenskaber gives der i dette afsnit korte beskrivelser af de forskellige typer meteoritter.

Primitive chondritter

Disse typer meteoritter har generelt en mørkegrå eller sort smelteskorpe og et lysere gråt indre. Tre grundlæggende strukturelle komponenter kan være synlige på brudflader. Den måske mest fremtrædende af disse er chondruler. På en brudt overflade kan dele af disse millimeterstore kugleformede legemer stikke ud og ligne små halvt begravede æg. Chondrulerne er nedsænket i den anden komponent i primitive chondritter, som er et finkornet, ofte blødt, porøst og gråt materiale, der ligner svampet grafit, kendt som matrix. Ubalancerede almindelige chondritter er domineret af chondriller (op til 80 volumenprocent), mens kulstofholdige og enstatitchondritter indeholder langt færre chondriller (op til 30 volumenprocent) og i nogle tilfælde udelukkende består af matrixmateriale. Både chondrulerne og matrixmaterialet er domineret af mineralerne olivin og pyroxen (eller deres omdannelsesprodukter). Da disse mineraler har en massefylde, der svarer til de fleste mineraler i jordskorpen, vil primitive chondritter ikke føles usædvanligt tunge i forhold til deres størrelse. De kan dog indeholde små spredte metalkorn, som vil fremstå som skinnende pletter på en slebet eller brudt overflade. Disse metalkorn er særligt tydelige i nogle ubalancerede almindelige chondritter.

Allende-plade Allende er en kulstofholdig chondrit, der faldt i Chihuahua, Mexico. De fleste af de lysegrå objekter, der er synlige i denne savet plade, er millimeterstore chondriller, mens de større hvide objekter er ildfaste inklusioner; begge er indlejret i sort matrixmateriale. Denne primitive chondrit faldt kun få måneder før Apollo 11-astronauterne landede på Månen, hvilket gav forskerne en enestående mulighed for at afprøve mange af de analyseteknikker, som de havde udviklet til at studere måneprøverne.

Den tredje komponent i primitive chondritter er ildfaste inklusioner. Nogle af disse objekter er kugleformede, ligesom chondrules, men typisk mangler de en veldefineret form og kaldes derfor amøboide. Ildfaste inklusioner indeholder lysere farvede mineraler, som feldspat (som også er et hovedmineral i lysfarvede jordiske granitter), så de ligner ofte hvide pletter indlejret i den grå matrix. Mængden af ildfaste indeslutninger i primitive chondritter varierer; de er næsten helt fraværende i ubalancerede almindelige og enstatite chondritter, men de kan udgøre op til 15 volumenprocent af carbonholdige chondritter.

Equilibrerede chondritter

De fleste equilibrerede chondritter er beslægtet med primitive almindelige chondritter; kun få er beslægtet med primitive kulstofholdige eller enstatit chondritter. Selv om primitive almindelige chondritter normalt er grå, kan de, når de først er blevet metamorfoseret til en ækvilibreret tilstand, fremstå råhvide og er undertiden let tonede orange eller gule. Alternativt kan de være ret mørke, hvis de er blevet chokeret af nedslagsprocesser på en asteroideoverflade. Hvis fusionskorpen ikke er frisk, er den ofte rustorange. Mængden af metal i disse prøver varierer, og i nogle meget forvitrede prøver kan den være helt forsvundet. Sådanne prøver kan minde om jordiske sandsten. Når de er friske, kan man imidlertid se skinnende metal spredt ud over hele stenen og i nogle tilfælde koncentreret i årer.

Og selv om disse typer meteoritter indeholder metal, er de domineret af olivin, pyroxen og feldspat. Derfor er deres massefylde stadig sammenlignelig med mange jordiske bjergarter. De vigtigste kendetegn, der adskiller disse meteoritter fra jordiske bjergarter, er deres fusionskorpe og tilstedeværelsen af jernmetallegeringer.

Equilibrerede og ikke-quilibrerede almindelige chondritter Beenham (New Mexico), den ikke-quilibrerede almindelige chondrit til højre, har et meleret gråt indre, der hovedsageligt består af chondriller; der kan også ses lyse sølvpletter af metal. Khohor (Uttar Pradesh, Indien), den metamorfoserede equilibrerede chondrit til venstre, har et hvidt indre, som står i skarp kontrast til den mørke fusionsskorpe.

En ny almindelig chondrit fundet nær Tucson, Arizona Denne delvist equilibrerede almindelige chondrit kaldes Snyder Hill. Kontrasten mellem det lysegrå indre og den kulsorte fusionskorpe, der omgiver prøven, er skarp.

Jernmeteoritter

I modsætning til primitive chondritter og ækvilibrerede chondritter er jernmeteoritter meget tætte og ikke-porøse eksemplarer, og de er derfor meget tungere end de fleste sten af sammenlignelig størrelse, der findes i jordskorpen. Jernmeteoritter har også metallic sølvfarvede indersider. Disse meteoritter er velkendte, fordi jernmetallet ofte krystalliserede sig i krydsende plader, kendt som et Widmanstätten-mønster efter navnet på en østrigsk greve, der var en af de første til at beskrive dem. Dette mønster bemærkes dog ikke almindeligvis i prøver, medmindre de er blevet kemisk ætset i et laboratorium.

Fusionsskorpen på disse objekter er normalt et meget tyndt brunt lag. Ofte forveksler folk jordisk magnetit med jernmeteoritter, fordi den også er tung i forhold til de fleste andre jordiske bjergarter og har en sort til purpurbrun overflade. Prøver af jordisk magnetit har imidlertid et sort til purpurbrunt indre i modsætning til det sølvfarvede indre i jernmeteoritter. Jernmeteoritter har også ofte kammede eller riflede overflader (som tommelfingeraftryk trykket ind i ler), som er opstået ved ablation (kraftig gnidningsopvarmning af meteoritternes overflade, men ikke deres indre), da de trængte ind i Jordens atmosfære.

Pallasitter

Disse typer meteoritter er blandinger af metal- og silikatmateriale, som forvitrer med forskellig hastighed, og derfor kan overfladen på disse meteoritter ændre sig med alderen. Når de er friske, har de ofte en glat brun til sort fusionskorpe, der ligner den, der findes omkring jernmeteoritter eller achondritter. Overfladerne på ældre fald kan dog være ret knoldede på grund af differentiel forvitring og spættet med rustorange og gule farver. På grund af den store mængde metal i pallasitter er de tungere end de fleste jordiske sten af tilsvarende størrelse.

Gåede overflader af pallasitter er let identificerbare på grund af deres komplekse netværk af grønne, gule eller brune krystallinske bælge af olivin omgivet af en lys sølvfarvet jern-metal-matrix.

Achondritter

Achondritter, herunder SNC’er, er de vanskeligste eksemplarer at skelne fra jordiske bjergarter, fordi de er dannet på legemer, hvor de samme processer, som fungerer på Jorden, har fundet sted. Derfor ligner deres mineralsammensætninger, tætheder og teksturer dem af jordiske bjergarter. En intakt fusionsskorpe er det bedste kriterium til at identificere kandidater til fremtidige undersøgelser.

Nogle achondritter er breccias, og deres indre kan derfor bestå af en blanding af lyse og mørke kantede klumper. En beslægtet gruppe af achondritter, kaldet mesosideritter, er brecciated og metamorphosed. Sidstnævnte gruppe af meteoritter bliver ofte slået sammen med pallasitter som sten-jern-meteoritter, fordi metallet i dem er koaguleret til store sølvfarvede pletter i et ellers gråt til brunt silikatinteriør.