Физики совместной научной лаборатории УрФУ и Института геологии и геохимии УрО РАН изучили метеориты Озерки и Челябинск и выяснили, что во время падения на Землю на хондритах (каменные метеориты) образуется кора из стекла, кристаллов минералов и благородных металлов (платиноидов). Результаты исследования на 86-м ежегодном собрании Метеоритного общества в Брюсселе (Бельгия) представил руководитель лаборатории космической минералогии и материаловедения УрФУ Виктор Гроховский.
«Каменные метеориты многоминеральные, в них содержится чуть ли не вся таблица Менделеева. Но когда хондрит влетает в атмосферу — скорость при этом его может достигать 50 км/с и более — начинается процесс абляции: за счет трения с воздухом происходит среди прочего разогрев поверхности, плавление. Летучие вещества отлетают, а тугоплавкие концентрируются в расплаве. За счет абляции метеорит может терять до 99 % своего объема. Например, по разным оценкам, до земли от метеорита Челябинск долетела лишь 0,1 от всего метеорита», — объясняет процесс Виктор Гроховский.
Как полагают ученые, во время процесса абляции тугоплавкие металлы концентрируются в расплаве и двигаются вместе с этим расплавом вглубь метеорита, а потом застывают в виде коры плавления.
«Во время абляции часть тугоплавких веществ, безусловно, улетает, но часть остается и концентрируется в этом расплаве, таким образом обогащая кору плавления. Анализ метеоритов Озерки и Челябинск показал, что кора плавления состоит из стекла (порядка 44–47 %), таких минералов, как оливин, магнетит или магнезиоферрит, хромит и металл-сульфидных агрегатов. Но самое интересное — мы обнаружили в коре металлические глобулы (вкрапления. — Прим. ред.) с концентрацией платиноидов, таких благородных металлов, как рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина», — перечисляет Виктор Гроховский.
Механизм формирования коры плавления в метеоритах, с одной стороны, поможет физикам понять и объяснить процессы, которые происходят с метеоритами при падении на Землю, а с другой — может быть полезен металлургам в технологиях обогащения материалов благородными тугоплавкими металлами.
«Причина концентрации платиноидов в коре плавления хондритов пока остается неясной. Мы полагаем, что это происходит вследствие взаимодействия метеорита с атмосферой Земли за счет активности кислорода. Но нам еще предстоит доказать это экспериментально. Для этого на кафедре экспериментальной физики УрФУ есть один из сильнейших плазматронов, который доработали наши коллеги. Они установили спектрограф, который позволяет отслеживать динамику испарения элементов с поверхности метеоритов во время абляции. С помощью этого прибора мы планируем получить серию высокоточных спектральных снимков, что поможет отследить процессы, происходящие на поверхности метеоритов во времени», — поясняет Виктор Гроховский.
Отметим, работу физиков поддержали Минобрнауки России (по программе развития «Приоритет-2030») и Российский научный фонд (проект № 24-27-00392).
Уральский федеральный университет — один из ведущих вузов России, расположен в Екатеринбурге. Участник проекта по созданию кампусов мирового уровня — части национального проекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России. Университет — участник государственной программы поддержки российских вузов «Приоритет-2030», выступает инициатором создания и выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы».