Автор статьи – ученица 10А класса Стец Дарья
Сегодня перед собой мы поставим задачу ответить на 3 вопроса: что такое метеорит? Зачем люди его изучают? Почему он вызывает такой интерес у ученых? Обо всем по порядку, как сказал Гагарин «поехали».
Астрономия - обширная наука, изучающая необъятное пространство – космос, и его небесные тела. Даже незаинтересованный человек, так, или иначе, сталкивается с этой наукой. Например, когда видит солнце, луну или звезды. Одной из моих задач по выполнению проекта является просвещение себя и окружающих в данной теме. Космос активно исследуется учеными и астронавтами, что положительно влияет на развитие науки и промышленности. Изучение метеоритов помогает в исследовании геологических, химических и экологических процессов, которые происходят на Земле и в космосе. Актуальность темы заключается во взаимосвязи многих наук с астрономией. Я рассмотрю состав, историю обнаружения, классификацию и применение метеоритов в нашей жизни.
Для некоторых является традицией наблюдать звездопад и загадывать желание. Вот тут главное не запутаться и понять, что пролетают вовсе не звезды, а метеоры. Метеор это явление, та самая яркая вспышка, которую вы видите на небе. Она образуется за счет того, что метеорные тела (осколки комет, астероидов и всякий космический мусор размером до 30 метров), попадая в атмосферу Земли, набирают скорость и под действием силы трения возгораются. Тело может просто попасть в атмосферу и пролететь, вернувшись в космическое пространство, или же сгореть в полете. Однако, если тело космического происхождения преодолеет атмосферу и, в итоге, упадет на поверхность другого небесного тела( в том числе Земли) его называют метеоритом. [3]
История обнаружения и исследования
Для того чтобы лучше понять, что собой представляет метеорит, необходимо обратиться к истории его обнаружения и исследования.
Конечно, метеориты падали и в древности, об этом нам говорит, как минимум, внеземная гипотеза мел-палеогенового вымирания. Что это вообще такое? Гипотеза, согласно которой около 66 млн лет назад крупный астероид столкнулся с нашей планетой, уничтожив многие виды живых организмов(да, динозавров тоже) и образовав в Мексике кратер Чикшулуб. В доказательство приводят совпадения временных промежутков образования впадины и исчезновения многих видов, а также содержание иридия в слое мелового и палеогенового периодов. Иридий это серебристый металл 8-ой группы, очень устойчивый к коррозии. [6] Древние же цивилизации изготавливали оружия и украшения из метеоритов, не отрицая их внеземное происхождение.
Рис. 2 Внеземная гипотеза мел-палеогенового вымирания
Тем не менее, приближенным к науке людям было довольно трудно поверить, что камни просто падали с неба. Возникали различные теории, что это вулканические выбросы, осколки звезд, гнев богов или же куски пород, принесенные ветром во время смерчей и ураганов. Так, в конце 18 века ученые Парижской академии наук столкнулись с каменным метеоритом, однако, из-за ограниченности в изучении и недостатка информации, возникли трудности. Используя различные методы, эксперименты, академики определили состав и некоторые свойства минерала. Но, ввиду существующей картины мира, признать, что тела буквально падали с неба, было невозможным, тем более поверить, что они возникали из молний во время грозы. Таким образом, было принято решение отнести метеорит к земным минералам, пиритным песчаникам. [7]
В далеком от нас 1773 году академик Петер Симон Паллас описал найденный недалеко от Красноярска ком железа. [5] Позднее физик исследователь Эрнст Хладни научно обосновал идею внеземного происхождения найденного Петером минерала. Его назвали палласово железо в честь Петера Симона. Тогда Хладни высказал теорию космического возникновения метеоритов. [6][7]
Рис. 3 Палласово железо фото и рисунок 1788г
Просыпается интерес к метеоритам у ученых, а позже и учебных заведений. В конце 19 века дается название науке, изучающей эти тела – метеоритика.
Классификация. Химический состав
Естественно, впоследствии изучения метеоритов, появлялось все больше информации, и сформировалась классификация.
Классификация метеоритов в основном происходит по их химическому составу. Выделяются 3 класса: каменные, железные и железно-каменные метеориты.
Наиболее часто встречаются каменные. Они состоят в основном из силикатов (это минералы, соли кремниевой кислоты), а если точнее, то из оливина и пироксена. [2][8]
Каменные метеориты подразделяют на 2 подкласса: хондриты и ахондриты. Хондриты получили название из-за присутствия в них хондр (от греч. χόνδρος – зерно, крупица) – сфероидальных образований преимущественно силикатного состава. Они практически полностью повторяют химический состав Солнца, за исключением лёгких газов, таких как водород и гелий.[1] Хондриты по структурным характеристикам и особенностям состава подразделяют на углистые (C), обыкновенные (O) и энстатитовые (E).[11]
Углистые хондриты отличаются преобладанием матрицы(основная часть каменного метеорита, в которой находятся хондры и отдельные кристаллические вкрапления минералов) над хондрами, а также повышенным содержанием летучих элементов, в том числе углерода. То есть общей массы в них значительно больше, нежели силикатных вкраплений. Углистые хондриты это наиболее распространённая группа.
Энстатитовые хондриты отличаются преобладанием энстатита (устойчивый к плавлению минерал с химической формулой Mg2Si2O6) в минеральном составе, что довольно логично, а также необычной сульфидной минерализацией.
В пункте история обнаружения, исследования и терминология упоминался каменный метеорит, принятый учеными земным минералом. Он как раз и являлся хондритом.
Ахондриты составляют 7,3 % каменных метеоритов. Они характеризуются отсутствием хондр и представляют собой полнокристаллические магматические породы либо брекчии (обломочные породы), образовавшиеся по магматическим породам. [11]
5,7 % падений составляют железные метеориты. Состоят из железо-никеля космического происхождения) и тэнитом (тоже сплав, но с большим содержанием никеля). [11]
Рис. 6 Железный мет
Метеориты. Что, зачем и почему?
еорит
У них существует структурная и химическая классификация. Структурная определяется относительным содержанием никеля и железа:
Гексаэдриты (H) характеризуются низким содержанием никеля.
Октаэдриты (O) содержат от среднего до высокого содержания никеля.
Плессит (Opl) являются переходной структурой между октаэдритами и атакситами.
Атаксит (D) имеют очень высокое содержание никеля и довольно редко встречаются.
Зависит класс от показателя узора Видманштеттена. В 1804 году, Томсон обработал красноярский метеорит азотной кислотой и в результате реакции между кислотой и металлом заметил узоры. Они возникли после перехода метеорита из расплавленного состояния в вакууме в твердое, из за чего осадок внутри стал твердой решеткой. Также и сейчас, обрабатывая поперечный срез метеорита кислотой, определяют узор и класс соответственно.[4]
Рис. 8 Метеорит с узором Видманштеттена
1,5 % падений относятся к железно-каменным метеоритам. Они состоят из силикатов и никелистого железа примерно в одинаковых пропорциях. В свою очередь делятся на вполне знакомые нам палласиты и мезосидериты. [11]
Палласиты состоят из никелевого железа и вкраплений крупных кристаллов оливина. Данный вид метеоритов очень красив и довольно редок (около 1 % падения).
Мезосидериты состоят примерно из одинаковых частей никеля-железа и силиката.
Еще одним методом классификации является характер обнаружение.
Если метеорит собран практически сразу после наблюдения за его падением, его относят к падениям.
Если же падение метеорита не наблюдалось, его классифицируют как находку. Последних значительно больше. Их принадлежность к метеоритам устанавливается путем изучения вещественного состава.
Физические свойства
Конечно же метеориты обладают собственными физическими свойствами, которые могут помочь отличить их от камней земного происхождения.
1) Проявление магнитных свойств. Металл в составе метеоритов позволяет реагировать на сильный магнит. Обычные камни на такое не способны.
2) Отличие в весе и плотности. Наличие металлических частиц влияет на разницу масс метеорита и камня одинаковых размеров.
3) Наличие регмаглипт – характерных для метеоритов ямок и углублений на поверхности, полученных из-за действия атмосферы во время падения.
Рис. 9 Метеорит с ярко выраженными регмаглиптами
4) Образование коры плавления из-за нагревания в слоях атмосферы. Ввиду этого метеориты в обыкновении имеют тёмный цвет , а после долгого лежания в почве его поверхность может окислиться и приобрести ржавый оттенок, если в составе есть железо.
Рис. 10 Метеорит с хорошо заметной корой плавления
5) Метеориты монолитны, т.е. представляют собой цельный кусок с возможными вкраплениями минералов, они не пористые.[10][13]
Химические свойства
Для того чтобы понять: метеорит перед нами или нет, также используются химические исследования. Они позволяют определить, например, химический состав.
Когда парижские ученые изучали метеорит и пытались понять, чем он является на самом деле, они провели "мокрый" способ анализа - растворение, осаждение и выпаривание составляющих частей. Благодаря этому, академики определили, что в 100 весовых частях вещества содержалось 8.5 частей серы, 36 - железа, 55.5 - кремнезема SiO2. [13]
Железо в составе метеорита способно окисляться, из-за чего может образоваться ржавый осадок. Так, когда в 18 веке было найдено палласово железо, в книге «Путешествие по разным провинциям Российского государства» Петер Симон указал: «Б изломе или где молоткоме было колачивано, ржавело оно от малейшей сырости».[5]
Выявить катионы металлов возможно, поместив метеорит в раствор азотной кислоты. По прошествии времени раствор приобретает светло-жёлтую окраску, что говорит о наличии в нём нитрата железа (III). [12]
Промышленность.
Аккуратно мы подошли к вопросу, а как и зачем вообще использовать метеориты в повседневности?
Во-первых, это, естественно, научный интерес. Наблюдение состава и свойств метеоритов помогает охарактеризовать другие небесные тела. Это используется в современной науке и расширяет представление о наполненности вселенной.
Во-вторых, это коллекционирование. Подобное хобби несет культурное развитие и позволяет в будущем, при случае, изучить имеющиеся образцы.
В-третьих, метеориты активно распространены в ювелирном деле. Это имеет свой материальный оборот. Объясняется редкостью, уникальностью и красотой материалов.
В-четвертых, на удивление, использование в медицине. Данные материалы могут быть использованы для создания протезов и имплантатов, которые будут идеально соответствовать потребностям пациента. Также, многие метеориты содержат редкие минералы и элементы, которые могут использоваться в качестве лекарственных препаратов.
В-пятых, защита, обоснованная высокой плотностью и уникальной структурой некоторых метеоритов. Они могут быть использованы для создания прочного материала, и многие государства серьезно рассматривают использование метеоритов в военных целях, чтобы создать более долговечные и эффективные обороны. [9]
Рассмотрев строение, свойства и историю изучения метеоритов, я могу сделать несколько выводов. Для начала, метеоритика является нелегкой в изучении наукой, позволяющей оценить космическое пространство, процесс возникновения небесных тел и внеземные процессы. Благодаря ее освоению человек больше узнает о мире. Изучение метеоритов позволяет выявлять некоторые вещества, которых на земле в природе может не существовать. Ученые получают полезные материалы.
Подача информации влияет на её восприятие и понимание. Я считаю, что выполнила поставленные мною задачи и смогла преподнести полученные знания вам. Космос обширен и интересен, поэтому не бойтесь прорываться сквозь тернии к звездам!
Список литературы
1. Большая Российская энциклопедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://bigenc.ru/c/meteority-4f7c31 - 22.11.2024
2. Большая Российская энциклопедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://bigenc.ru/c/pirokseny-6697f9- 15.01.2025
3. Википедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Метеорит - 05.11.2024
4. Википедия [Электронный ресурс]. – Режим доступ: https://en.wikipedia.org/wiki/Widmanstätten_pattern- 18.12.2024
5. Викитека [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikisource.org/wiki/Описание_самородного_железа - 23.11.2024
6. Интернет-архив [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://archive.org/details/sim_geology_1991-09_19_9/page/867 - 28.12.2024
7. Интернет-архив [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://web.archive.org/web/20101023182937/http://www.meteorite.narod.ru/proba/stati/stati6.htm - 26.12.2024
8. Как определить, является ли камень, который вы нашли, метеоритом [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikihow.com/определить,-является-ли-камень,-который-вы-нашли,-метеоритом – 26.12.2024
9. Камневеды [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://kamnevedy.ru/kamni/olivin/svoystva/ - 15.01.2025
10. МКС Онлайн [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://royalstars.ru/dlya-chego-mozhno-ispol-zovat-meteorit - 26.12.2024
11. Научно-информационная социальная сеть ResearchGate [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.researchgate.net/post/How_do_you_know_a_meteorite - 12.12.2024
12. Научно-популярный журнал: «Как и Почему» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://kipmu.ru/meteorit/ - 22.11.2024
13. Научный журнал «Молодой ученый» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://moluch.ru/conf/stud/archive/521/18659/ - 18.12.2024