Meteoriittien rakenne ja koostumus

Meteoriittien rakenne ja koostumus

© David A. Kring
World Wide Web Edition

Koska meteoriitit ovat muodostuneet monenlaisten prosessien tuloksena monilla eri planeettakappaleilla, niillä voi olla huomattavan erilaiset fyysiset ja kemialliset ominaisuudet. Jotkin meteoriitit, erityisesti alkukantaiset kondriitit, ovat aivan erilaisia kuin mikään muu Maasta löytyvä kivilaji, ja ne voidaan helposti tunnistaa. Toiset meteoriitit, erityisesti akondriitit, ovat kuitenkin syntyneet samantyyppisissä magmakiviprosesseissa kuin maapallolla, ja niitä voi olla hyvin vaikea tunnistaa. Ominaisuuksien vaihtelun havainnollistamiseksi tässä jaksossa esitetään lyhyet kuvaukset erityyppisistä meteoriiteista.

Primitiiviset kondriitit

Tämässä meteoriittityypissä on yleensä tummanharmaa tai musta fuusiokuori ja vaaleamman harmaa sisus. Rikkoutuneissa pinnoissa voi näkyä kolme perusrakenneosaa. Näistä ehkä näkyvin on kondriitti. Rikkoutuneella pinnalla näiden millimetrin kokoisten pallomaisten kappaleiden osat voivat työntyä esiin ja näyttää pieniltä puoliksi hautautuneilta munilta. Kondriitit ovat upotettuina primitiivisten kondriittien toiseen komponenttiin, joka on hienorakeinen, usein pehmeä, huokoinen ja harmaa, sienimäisen grafiitin kaltainen materiaali, jota kutsutaan matriisiksi. Epätasainen tavallinen kondriitti koostuu pääasiassa kondriiteista (jopa 80 tilavuusprosenttia), kun taas hiilipitoiset ja enstatiittiset kondriitit sisältävät paljon vähemmän kondriitteja (jopa 30 tilavuusprosenttia) ja joissakin tapauksissa ne koostuvat kokonaan matriisimateriaalista. Sekä kondriitteja että matriisimateriaalia hallitsevat mineraalit oliviini ja pyrokseeni (tai niiden muuttumistuotteet). Koska näiden mineraalien tiheys vastaa useimpien maankuoren mineraalien tiheyttä, alkukondriitit eivät tunnu kokoonsa nähden epätavallisen raskailta. Ne voivat kuitenkin sisältää pieniä hajanaisia metallijyviä, jotka näkyvät kiiltävinä pilkkuina hiotulla tai rikotulla pinnalla. Nämä metallirakeet ovat erityisen selviä joissakin epätasapainoisissa tavallisissa kondriiteissa.

Allenden liuske Allende on hiilipitoinen kondriitti, joka on pudonnut Meksikon Chihuahuassa. Suurin osa tässä sahatussa laatassa näkyvistä vaaleanharmaista kappaleista on millimetrin kokoisia kondriuleita, kun taas suuremmat valkoiset kappaleet ovat tulenkestäviä sulkeumia; molemmat ovat upotettuina mustaan matriisimateriaaliin. Tämä primitiivinen kondriitti putosi vain muutama kuukausi ennen kuin Apollo 11:n astronautit laskeutuivat Kuuhun, mikä tarjosi tutkijoille ainutlaatuisen tilaisuuden testata monia analyysitekniikoita, jotka he olivat kehittäneet kuunäytteiden tutkimista varten.

Kolmas primitiivisten kondriittien komponentti ovat tulenkestävät sulkeumat. Jotkut näistä kappaleista ovat pallomaisia, kuten kondrulat, mutta tyypillisesti niiltä puuttuu tarkkaan määritelty muoto, ja siksi niitä kutsutaan amoeboideiksi. Tulenkestävät sulkeumat sisältävät vaaleampia mineraaleja, kuten maasälpää (joka on päämineraali myös vaaleissa maanpäällisissä graniiteissa), joten ne näyttävät usein harmaaseen matriisiin upotetuilta valkoisilta laikuilta. Tulenkestävien sulkeumien runsaus primitiivisissä kondriiteissa vaihtelee; ne puuttuvat lähes kokonaan epätasapainoisista tavallisista ja enstatiittikondriiteista, mutta niitä voi olla jopa 15 tilavuusprosenttia hiilipitoisissa kondriiteissa.

Tasapainottuneet kondriitit

Useimmat tasapainottuneet kondriitit ovat sukua primitiivisille tavallisille kondriiteille; vain muutamat ovat sukua primitiivisille hiilipitoisille tai enstatiittisille kondriiteille. Vaikka primitiiviset tavalliset kondriitit ovat yleensä harmaita, kun ne ovat metamorfoituneet ekvibroituneeseen tilaan, ne voivat näyttää luonnonvalkoisilta, ja joskus ne ovat kevyesti oranssin tai keltaisen sävyisiä. Vaihtoehtoisesti ne voivat olla melko tummia, jos ne ovat joutuneet asteroidin pinnalla tapahtuneiden törmäysprosessien aiheuttamiin iskuihin. Jos fuusiokuori ei ole tuoretta, se on usein ruosteisen oranssia. Metallin määrä näissä näytteissä vaihtelee, ja joistakin hyvin rapautuneista näytteistä se voi olla kokonaan kadonnut. Tällaiset näytteet saattavat muistuttaa maanpäällisiä hiekkakiviä. Tuoreena kiiltävä metalli on kuitenkin nähtävissä hajallaan koko kivessä, ja joissakin tapauksissa se on keskittynyt suoniin.

Vaikka tämäntyyppiset meteoriitit sisältävätkin metallia, niitä hallitsevat oliviini, pyrokseeni ja maasälpä. Näin ollen niiden tiheys on edelleen verrattavissa monien maanpäällisten kivien tiheyteen. Tärkeimmät piirteet, jotka erottavat nämä meteoriitit maanpäällisistä kivistä, ovat niiden fuusiokuori ja rautametalliseosten esiintyminen.

Tasapainottuneet ja tasapainottumattomat tavalliset kondriitit Beenham (New Mexico), oikealla näkyvä tasapainottumaton tavallinen kondriitti, on sisäpinnaltaan pilkullisen harmaata, joka koostuu enimmäkseen kondruleista; myös kirkkaita hopeisia metallin pilkkuja voidaan nähdä. Khohorissa (Uttar Pradesh, Intia), vasemmanpuoleisessa metamorfoituneessa ekvibroituneessa kondriitissa, on valkoinen sisus, joka muodostaa jyrkän kontrastin tummasta fuusiokuoresta.

Uutta tavanomaista kondriittia löytyi Tucsonin läheltä Arizonan osavaltiosta Tämän osittain ekvibroituneen tavanomaisen mandriittikappaleen nimi on Snyder Hill. Kontrasti näytettä ympäröivän vaaleanharmaan sisuksen ja sysimustan fuusiokuoren välillä on terävä.

Rautameteoriitit

Vastakohtana primitiivisille kondriiteille ja ekvibroituneille kondriiteille, rautameteoriitit ovat hyvin tiiviitä ja huokosettomia näytekappaleita, ja ne ovat näin ollen paljon painavampia kuin suurin osa vastaavan kokoisista kivilajeista, joita löytyy maankuoresta. Rautameteoriiteilla on myös metallisen hopeanvärinen sisus. Nämä meteoriitit ovat tunnettuja siitä, että rautametalli kiteytyy usein ristikkäisinä levyinä, joita kutsutaan Widmanstätten-kuvioiksi sen itävaltalaisen kreivin nimen mukaan, joka kuvasi ne ensimmäisten joukossa. Tätä kuviota ei kuitenkaan yleisesti havaita näytteissä, ellei niitä ole syövytetty kemiallisesti laboratoriossa.

Sulamiskuori näissä kappaleissa on yleensä hyvin ohut ruskea kerros. Usein ihmiset luulevat maanpäällistä magnetiittia rautameteoriitiksi, koska se on myös painava verrattuna useimpiin muihin maanpäällisiin kivilajeihin ja sillä on musta tai purppuranruskea pinta. Maanpäällisen magnetiitin näytteissä on kuitenkin mustasta purppuranruskeaan vaihteleva sisus, toisin kuin rautameteoriittien hopeanvärisessä sisuksessa. Rautameteoriiteissa on usein myös uurrettuja tai uurrettuja pintoja (kuin saveen painetut peukalonjäljet), jotka ovat syntyneet ablaatiosta (meteoroidien pinnan, mutta ei sisätilojen, voimakas kuumeneminen kitkan vaikutuksesta), kun ne tunkeutuivat Maan ilmakehään.

Pallasiitit

Nämä meteoriittityypit ovat metalli- ja silikaattimateriaalin sekoituksia, jotka satavatkin eri nopeudella, joten näiden meteoriittien pinta voi muuttua iän myötä. Tuoreina niissä on usein sileä ruskeasta mustaan vaihteleva sulamiskuori, joka on samanlainen kuin rautameteoriittien tai ahondriittien ympärillä. Vanhempien putousten pinnat voivat kuitenkin olla erisävyisen sään vaikutuksesta melko koppuraisia ja ruosteisen oranssin ja keltaisen värisiä. Pallasiittien suuren metallimäärän vuoksi ne ovat painavampia kuin useimmat samankokoiset maanpäälliset kivet.

Pallasiittien rapautuneet pinnat ovat helposti tunnistettavissa, koska niissä on monimutkainen verkosto vihreitä, keltaisia tai ruskeita oliviinikiteisiä kidepötköjä, joita ympäröi kirkkaan hopeanvärinen rautametallimatriisi.

Akondriitit

Akondriitit, mukaan lukien SNC:t, ovat näytteistä vaikeimpia erottaa maanpäällisistä kivilajeista, koska ne ovat muodostuneet kappaleissa, joissa on tapahtunut samoja prosesseja kuin Maassa. Näin ollen niiden mineraalikoostumukset, tiheydet ja tekstuurit ovat samankaltaisia kuin maanpäällisissä kivissä. Ehjä fuusiokuori on paras kriteeri tunnistettaessa ehdokkaita tulevia tutkimuksia varten.

Jotkut akondriitit ovat brekkiat, ja siten niiden sisus voi koostua vaaleiden ja tummien kulmikkaiden klastien sekoituksesta. Sukulaisryhmä akondriitteja, joita kutsutaan mesosideriiteiksi, ovat breksioituneita ja metamorfoituneita. Tämä jälkimmäinen meteoriittiryhmä niputetaan usein pallasiittien kanssa yhteen kivirautameteoriiteiksi, koska niiden sisältämä metalli on koaguloitunut suuriksi hopeanvärisiksi lohkareiksi muuten harmaasta ruskeaan vaihtelevassa silikaattisisustassa.