The Structure and Composition of Meteorites

The Structure and Composition of Meteorites

© David A. Kring
World Wide Web Edition

Skoro meteoryty powstały w wyniku różnorodnych procesów na wielu różnych ciałach planetarnych, mogą mieć zasadniczo różne właściwości fizyczne i chemiczne. Niektóre meteoryty, zwłaszcza prymitywne chondryty, są zupełnie niepodobne do żadnego innego rodzaju skał występujących na Ziemi i mogą być łatwo zidentyfikowane. Inne meteoryty, szczególnie achondryty, powstały w wyniku tych samych procesów górotwórczych, które zachodzą na Ziemi i mogą być bardzo trudne do rozpoznania. Aby zilustrować różnice w ich właściwościach, w tym rozdziale podano krótkie opisy różnych typów meteorytów.

Pierwotne chondryty

Te typy meteorytów mają na ogół ciemnoszarą lub czarną skorupę termojądrową i jaśniejsze szare wnętrze. Na przełamanych powierzchniach mogą być widoczne trzy podstawowe składniki strukturalne. Być może najbardziej widocznym z nich są chondryty. Na rozbitej powierzchni, części tych milimetrowej wielkości kulistych ciał mogą wystawać i wyglądać jak maleńkie, na wpół zakopane jajka. Chondryty są zanurzone w drugim składniku prymitywnych chondrytów, którym jest drobnoziarnisty, często miękki, porowaty i szary materiał, przypominający gąbczasty grafit, znany jako matryca. W niekwilibrowanych chondrytach zwykłych dominują chondryty (do 80 procent objętości), podczas gdy chondryty węglanowe i enstatytowe zawierają znacznie mniej chondrytów (do 30 procent objętości), a w niektórych przypadkach składają się w całości z materiału matrycy. Zarówno chondryty jak i materiał macierzowy zdominowane są przez minerały oliwin i piroksen (lub ich produkty przemiany). Ponieważ minerały te mają gęstość podobną do gęstości większości minerałów w skorupie ziemskiej, prymitywne chondryty nie będą sprawiać wrażenia niezwykle ciężkich jak na swoje rozmiary. Mogą one jednak zawierać małe, rozproszone ziarna metalu, które pojawią się jako błyszczące plamki na szlifowanej lub łamanej powierzchni. Te ziarna metalu są szczególnie widoczne w niektórych nierównowagowych chondrytach zwykłych.

Płyta Allende Allende jest chondrytem węglowym, który spadł w Chihuahua w Meksyku. Większość jasnoszarych obiektów widocznych w tej przepiłowanej płycie to milimetrowej wielkości chondry, podczas gdy większe białe obiekty to inkluzje refrakcyjne; oba są osadzone w czarnym materiale macierzy. Ten prymitywny chondryt spadł zaledwie kilka miesięcy przed lądowaniem astronautów Apollo 11 na Księżycu, zapewniając naukowcom wyjątkową okazję do przetestowania wielu technik analitycznych, które opracowali do badania próbek księżycowych.

Trzecim składnikiem prymitywnych chondrytów są inkluzje ogniotrwałe. Niektóre z tych obiektów są kuliste, jak chondryty, ale zazwyczaj nie mają dobrze zdefiniowanego kształtu i dlatego nazywane są ameboidalnymi. Inkluzje ogniotrwałe zawierają jaśniej zabarwione minerały, takie jak skaleń (który jest również głównym minerałem w jasnych granitach lądowych), więc często wyglądają jak białe plamy osadzone w szarej matrycy. Obfitość inkluzji ogniotrwałych w pierwotnych chondrytach jest różna; są one prawie całkowicie nieobecne w niekwilibrowanych chondrytach zwykłych i enstatytowych, ale mogą stanowić aż 15 procent objętości chondrytów węglanowych.

Chondryty ekwilibrowane

Większość chondrytów ekwilibrowanych jest spokrewniona z prymitywnymi chondrytami zwykłymi; tylko kilka jest spokrewnionych z prymitywnymi chondrytami węglanowymi lub enstatytowymi. Chociaż prymitywne zwykłe chondryty są zazwyczaj szare, po ich metamorfozie do stanu równowagi mogą wydawać się białawe, a czasami są lekko zabarwione na pomarańczowo lub żółto. Alternatywnie, jeśli zostały one wstrząśnięte przez procesy uderzeniowe na powierzchni asteroidy, mogą być całkiem ciemne. Skorupa termojądrowa, jeśli nie jest świeża, jest często rdzawo-pomarańczowa. Ilość metalu w tych próbkach jest różna, a w niektórych, bardzo zwietrzałych próbkach, może go zupełnie nie być. Takie próbki mogą przypominać ziemskie piaskowce. Kiedy jednak są świeże, błyszczący metal można zobaczyć rozproszony w całej skale, a w niektórych przypadkach skoncentrowany w żyłach.

Ale te typy meteorytów zawierają metal, są one zdominowane przez oliwin, piroksen i skaleń. Dzięki temu ich gęstość jest nadal porównywalna z gęstością wielu skał lądowych. Najważniejszymi cechami odróżniającymi te meteoryty od skał lądowych jest ich skorupa termojądrowa i obecność stopów metali z żelazem.

Wyrównane i niewyrównane chondryty zwykłe Beenham (Nowy Meksyk), niewyrównany chondryt zwykły po prawej, ma cętkowane szare wnętrze składające się głównie z chondrytów; widoczne są również jasne srebrne plamki metalu. Khohor (Uttar Pradesh, Indie), zmetamorfizowany chondryt zrównany po lewej, ma białe wnętrze, które ostro kontrastuje z jego ciemną skorupą termojądrową.

Nowy chondryt zwyczajny znaleziony w pobliżu Tucson, Arizona Ten częściowo zrównany chondryt zwyczajny nazywa się Snyder Hill. Kontrast pomiędzy jasnoszarym wnętrzem i czarną jak smoła skorupą termojądrową otaczającą próbkę jest ostry.

Meteoryty żelazne

W przeciwieństwie do pierwotnych chondrytów i chondrytów zrównanych, meteoryty żelazne są bardzo gęstymi i nieporowatymi okazami, a zatem są znacznie cięższe niż większość porównywalnej wielkości skał występujących w skorupie ziemskiej. Meteoryty żelazne mają również metalicznie srebrne wnętrza. Meteoryty te są dobrze znane, ponieważ metal żelazny często krystalizował w krzyżujące się płytki, znane jako wzór Widmanstätten od nazwiska austriackiego hrabiego, który był jednym z pierwszych, którzy je opisali. Jednak wzór ten nie jest powszechnie zauważalny w próbkach, chyba że zostały one chemicznie wytrawione w laboratorium.

Skorupa termojądrowa na tych obiektach jest zwykle bardzo cienką brązową powłoką. Często ludzie mylą ziemski magnetyt z meteorytami żelaznymi, ponieważ jest on również ciężki w porównaniu z większością innych skał ziemskich i ma czarną do purpurowo-brązowej powierzchnię. Jednak próbki ziemskiego magnetytu mają wnętrza o barwie od czarnej do purpurowo-brązowej, w przeciwieństwie do srebrzystych wnętrz meteorytów żelaznych. Meteoryty żelazne często mają również faliste lub karbowane powierzchnie (jak odciski kciuków wciśnięte w glinę), które powstały w wyniku ablacji (silnego tarcia o powierzchnię, ale nie o wnętrze, meteoroidów), gdy przenikały one przez atmosferę Ziemi.

Pallasyty

Te typy meteorytów są mieszaninami metalu i materiału krzemianowego, które wietrzeją w różnym tempie, a zatem powierzchnia tych meteorytów może zmieniać się z wiekiem. Kiedy są świeże, często mają gładką brązową do czarnej skorupę syntezową podobną do tej wokół meteorytów żelaznych lub achondrytów. Jednak powierzchnie starszych spadków mogą być dość garbate z powodu różnic w wietrzeniu i cętkowane rdzawo-pomarańczowymi i żółtymi kolorami. Ze względu na dużą ilość metalu w pallasytach, są one cięższe niż większość podobnej wielkości skał lądowych.

Świąteczne powierzchnie pallasytów są łatwo rozpoznawalne, ze względu na ich złożoną sieć zielonych, żółtych lub brązowych krystalicznych strąków oliwinu otoczonych jasną, srebrną matrycą żelazowo-metalową.

Achondryty

Achondryty, w tym SNC, są najtrudniejszymi okazami do odróżnienia od skał lądowych, ponieważ powstały na ciałach, w których zachodziły te same procesy, które działają na Ziemi. W konsekwencji, ich skład mineralny, gęstość i tekstura są podobne do tych występujących w skałach lądowych. Nienaruszona skorupa termojądrowa jest najlepszym kryterium identyfikacji kandydatów do przyszłych badań.

Niektóre achondryty są brekcjami i dlatego ich wnętrza mogą składać się z mieszaniny jasnych i ciemnych kanciastych klastów. Pokrewna grupa achondrytów, zwana mezosyderytami, jest brekcjowana i zmetamorfizowana. Ta ostatnia grupa meteorytów jest często łączona z pallasytami jako meteoryty kamienno-żelazne, ponieważ metal w nich zakrzepł w duże srebrzyste plamy w szarym lub brązowym wnętrzu krzemianowym.

.