La struttura e la composizione dei meteoriti

La struttura e la composizione dei meteoriti

© David A. Kring
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Siccome i meteoriti si sono formati attraverso una varietà di processi su molti corpi planetari diversi, possono avere proprietà fisiche e chimiche sostanzialmente diverse. Alcuni meteoriti, in particolare le condriti primitive, sono molto diverse da qualsiasi altro tipo di roccia presente sulla Terra e possono essere facilmente identificate. Tuttavia, altri meteoriti, in particolare le acondriti, sono stati prodotti dagli stessi tipi di processi ignei che si verificano sulla Terra e possono essere molto difficili da riconoscere. Per illustrare le variazioni nelle loro proprietà, in questa sezione vengono date brevi descrizioni dei diversi tipi di meteoriti.

Condriti primitive

Questi tipi di meteoriti hanno generalmente una crosta di fusione grigio scuro o nera e un interno grigio più chiaro. Tre componenti strutturali di base possono essere visibili sulle superfici rotte. Forse il più prominente di questi sono i condruli. Su una superficie rotta, parti di questi corpi globulari di dimensioni millimetriche possono sporgere e sembrare piccole uova semisepolte. I condruli sono immersi nel secondo componente delle condriti primitive, che è un materiale a grana fine, spesso morbido, poroso e grigio, come la grafite spugnosa, noto come matrice. Le condriti ordinarie non equilibrate sono dominate dai condruli (fino all’80% del volume), mentre le condriti carbonacee ed enstatite contengono molti meno condruli (fino al 30% del volume) e in alcuni casi consistono interamente di materiale della matrice. Sia i condruli che il materiale della matrice sono dominati dai minerali olivina e pirosseno (o dai loro prodotti di alterazione). Poiché questi minerali hanno densità simili a quelle della maggior parte dei minerali della crosta terrestre, le condriti primitive non sono insolitamente pesanti per le loro dimensioni. Tuttavia, possono contenere piccoli grani di metallo dispersi che appariranno come macchie lucide su una superficie smerigliata o rotta. Questi grani di metallo sono particolarmente evidenti in alcune condriti ordinarie non equilibrate.

Lastra di Allende Allende è una condrite carbonatica caduta a Chihuahua, Messico. La maggior parte degli oggetti grigio chiaro visibili in questa lastra segata sono condruli di dimensioni millimetriche, mentre gli oggetti bianchi più grandi sono inclusioni refrattarie; entrambi sono incorporati in materiale di matrice nera. Questa condrite primitiva cadde pochi mesi prima che gli astronauti dell’Apollo 11 atterrassero sulla Luna, fornendo un’opportunità unica agli scienziati di testare molte delle tecniche analitiche che avevano sviluppato per studiare i campioni lunari.

Il terzo componente delle condriti primitive sono inclusioni refrattarie. Alcuni di questi oggetti sono sferici, come i condruli, ma tipicamente mancano di una forma ben definita e sono quindi chiamati ameboidi. Le inclusioni refrattarie contengono minerali di colore più chiaro, come il feldspato (che è anche uno dei principali minerali nei graniti terrestri di colore chiaro), quindi spesso appaiono come macchie bianche incorporate nella matrice grigia. L’abbondanza di inclusioni refrattarie nelle condriti primitive varia; sono quasi completamente assenti nelle condriti ordinarie ed enstatite non equilibrate, ma possono comprendere fino al 15% del volume delle condriti carbonacee.

Condriti equilibrate

La maggior parte delle condriti equilibrate sono correlate alle condriti ordinarie primitive; solo poche sono correlate alle condriti carbonacee o enstatiti primitive. Anche se le condriti ordinarie primitive sono di solito grigie, una volta che sono state metamorfosate ad uno stato equilibrato possono apparire bianco sporco, e a volte sono leggermente colorate di arancione o giallo. In alternativa, se sono state scosse da processi di impatto sulla superficie di un asteroide, allora possono essere piuttosto scure. La crosta di fusione, se non è fresca, è spesso arancione ruggine. La quantità di metallo in questi campioni varia, e in alcuni campioni molto stagionati, può essere completamente sparita. Tali campioni possono assomigliare alle arenarie terrestri. Quando sono freschi, tuttavia, il metallo lucido può essere visto sparso in tutta la roccia, e in alcuni casi, concentrato in vene.

Anche se questi tipi di meteoriti contengono metallo, sono dominati da olivina, pirosseno e feldspato. Così, la loro densità è ancora paragonabile a quella di molte rocce terrestri. Le caratteristiche più importanti che distinguono questi meteoriti dalle rocce terrestri sono la loro crosta di fusione e la presenza di leghe metalliche di ferro.

Condrite ordinaria equilibrata e non equilibrata Beenham (New Mexico), la condrite ordinaria non equilibrata sulla destra, ha un interno grigio screziato che consiste principalmente di condrule; si possono anche vedere delle macchie di metallo argentato brillante. Khohor (Uttar Pradesh, India), la condrite equilibrata metamorfosata sulla sinistra, ha un interno bianco che contrasta nettamente con la sua crosta di fusione scura.

Una nuova condrite ordinaria trovata vicino a Tucson, Arizona Questa condrite ordinaria parzialmente equilibrata è chiamata Snyder Hill. Il contrasto tra l’interno grigio chiaro e la crosta di fusione nera che circonda il campione è netto.

Meteoriti di ferro

A differenza delle condriti primitive e delle condriti equilibrate, le meteoriti di ferro sono campioni molto densi e non porosi, e sono quindi molto più pesanti della maggior parte delle rocce di dimensioni simili che si trovano nella crosta terrestre. Le meteoriti di ferro hanno anche un interno color argento metallico. Questi meteoriti sono ben noti perché il metallo ferroso spesso cristallizza in piastre incrociate, conosciute come modello Widmanstätten dal nome di un conte austriaco che fu uno dei primi a descriverle. Tuttavia, questo modello non è comunemente notato nei campioni a meno che non siano stati incisi chimicamente in laboratorio.

La crosta di fusione su questi oggetti è di solito un rivestimento marrone molto sottile. Spesso le persone scambiano la magnetite terrestre per meteoriti di ferro, perché è anche pesante rispetto alla maggior parte delle altre rocce terrestri e ha una superficie da nera a marrone-violacea. Tuttavia, i campioni di magnetite terrestre hanno interni da neri a violacei-marroni, in contrasto con gli interni color argento dei meteoriti di ferro. I meteoriti di ferro hanno anche spesso superfici smerlate o scanalate (come impronte di pollice pressate nell’argilla) che sono prodotte dall’ablazione (grave riscaldamento per attrito della superficie, ma non dell’interno, dei meteoroidi) quando sono penetrati nell’atmosfera terrestre.

Pallasiti

Questi tipi di meteoriti sono miscele di metallo e materiale silicato, che si deteriorano a tassi diversi, e quindi la superficie di questi meteoriti può cambiare con l’età. Quando sono fresche, hanno spesso una crosta di fusione liscia marrone o nera simile a quella che circonda le meteoriti di ferro o le acondriti. Tuttavia, le superfici delle cadute più vecchie possono essere piuttosto nodose a causa degli agenti atmosferici differenziali e screziate con colori arancione e giallo ruggine. A causa della grande quantità di metallo nelle pallasiti, esse sono più pesanti della maggior parte delle rocce terrestri di dimensioni simili.

Le superfici emerse delle pallasiti sono facilmente identificabili, a causa della loro complessa rete di baccelli cristallini verdi, gialli o marroni di olivina circondati da una matrice di ferro-metallo di colore argento brillante.

Acondriti

Le acondriti, comprese le SNC, sono gli esemplari più difficili da differenziare dalle rocce terrestri perché si sono formate su corpi dove sono avvenuti gli stessi processi che operano sulla Terra. Di conseguenza, i loro assemblaggi di minerali, densità e texture sono simili a quelli delle rocce terrestri. Una crosta di fusione intatta è il miglior criterio per identificare i candidati per studi futuri.

Alcune acondriti sono brecce e quindi il loro interno può essere costituito da una miscela di clasti angolari chiari e scuri. Un gruppo correlato di acondriti, chiamate mesosideriti, sono brecciate e metamorfosate. Quest’ultimo gruppo di meteoriti sono spesso raggruppate con le pallasiti come meteoriti di pietra-ferro, perché il metallo in esse si è coagulato in grandi macchie argentee in un interno di silicato altrimenti grigio o marrone.