WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |
НАУКИ О ЗЕ МЛЕ НАУКИ О ЗЕ МЛЕ МЕТЕОРИТИКА, МЕТЕОРИТЫ И ПРИСУТСТВУЮЩИЕ В НИХ МИНЕРАЛЫ А. А. УЛЬЯНОВ Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова ЧТО ТАКОЕ МЕТЕОРИТЫ METEORITICS, METEORITES Если обратиться к “Советскому энциклопедическому словарю” (М.: Сов. энциклопедия, 1990. С. 807), то меAND CONSTITUTIVE MINERALS теориты – это “малые тела Солнечной системы, попадающие на Землю из межпланетного пространства”.

A. A. ULYANOV Однако в том же словаре под термином “малые тела Солнечной системы” подразумеваются “спутники плаSeveral basic problems in modern meteorite нет, малые планеты, кометы и метеорное вещество” science are reviewed. Mineralogical, chemical (Там же. С. 763). Давайте проанализируем приведенное and isotopic data suggest that some types of выше энциклопедическое определение метеоритов.

meteorites contain both minerals formed at Итак, спутники планет. Поступают ли с них на Земthe preplanetary stage of Solar system evoluлю метеориты Да, но это далеко не самый главный исtion, and extrasolar minerals brought into pro- точник. В настоящее время мировая коллекция превысила 10 тыс. индивидуальных метеоритов. И среди этих tosolar nebula from other star systems and тысяч всего лишь 11 метеоритов ( 0,1%) были отождеinterstellar medium.

ствлены с лунными горными породами, то есть образовавшимися на спутнике.

Рассмотрены направления в изучении меМалые планеты (астероиды). По современным предтеоритов, получившие развитие за поставлениям, бльшая часть метеоритов приходит на Земследние годы. Данные по минеральному, хилю из пояса астероидов. И хотя это заключение базируетмическому и изотопному составам свиде- ся всего лишь на точных вычислениях орбит пяти метеоритов, движение которых в атмосфере нашей плательствуют, что в некоторых типах менеты были сфотографированы или даже записаны как витеоритов есть минералы, образовавшиеся деофильмы, есть еще много и других косвенных свидена допланетной стадии развития Солнечтельств того, что пояс астероидов – источник метеоритов.

ной системы, и внесолнечные минералы, Однако вещество, которое слагает наиболее распространенный тип каменных метеоритов, до последнего времепривнесенные в протосолнечную туманни так и не удавалось идентифицировать в составе поность из иных звездных систем и межзвездверхностного слоя астероидов (а их было изучено ной среды.

несколько сот). Первое сообщение об обнаружении астероида, состав которого отвечает наиболее распространенному типу каменных метеоритов, датируется годом. Различия в составах наиболее распространенного типа астероидов и наиболее распространенного типа каменных метеоритов, падения которых были зарегистрированы (то есть подтверждены документально), – серьезный аргумент против идеи астероидного происхождения www.issep.rssi.ru всех метеоритов. Тем не менее определенные типы метеоритного вещества явно представляют собой обломки УЛЬЯНОВ А.А. МЕТЕОРИТИКА, МЕТЕОРИТЫ И ПРИСУТСТВУЮЩИЕ В НИХ МИНЕРАЛЫ Ульянов А.А., © НАУКИ О ЗЕ МЛЕ некогда существовавших астероидов, и, наверное, трудно В настоящий момент практически ни у кого не вынайти исследователей, которые смогли бы аргументиро- зывает сомнений, что метеориты выпадали на земную ванно опровергнуть этот тезис. поверхность в течение всего геологического времени.

Так, например, в плиоценовых (1,6–5,3 млн лет назад) Кометы. Специфический состав комет (более чем отложениях Канады был найден первый, а впоследсттысячекратное обогащение их летучими соединениями вии и второй экземпляры железного метеорита Klonпо сравнению с обычным космическим веществом, выdike. Сильно выветрелый железный метеорит Sardis падающим на Землю) не позволяет отождествить комеупал в среднемиоценовое (11,2–16,6 млн лет) море и ты и метеориты. Это принципиально различные типы был захоронен в отложениях хауторнской свиты. Один вещества в Космосе.

из железных метеоритов был обнаружен в эоценовых Метеорное вещество конечно связано с метеоритами.

(36,6–57,8 млн лет) породах при проведении буровых Однако под метеорами мы подразумеваем явление работ на нефть в штате Техас (США). В последнее вреполного сгорания космического вещества в атмосфере мя стали известны находки ископаемых метеоритов в Земли за счет аэродинамического трения.

пограничных мел-палеогеновых (66,4 млн лет) отложеИтак, мы рассмотрели все четыре позиции в опрениях Северной Атлантики и ордовикских (438–505 млн делении малых тел Солнечной системы, и, вероятно, у лет) отложениях Брунфло (Швеция). Если учесть редчитателя уже сформировалось свое понимание о том, кость метеоритов вообще и их плохую сохранность в какая же существует связь между ними и метеоритами.

древних породах, то находки ископаемых метеоритов Следует добавить, что источниками метеоритов являютпредставляются и не такими уж редкими.

ся и планеты земной группы. Прошло уже более 15 лет, Размеры метеоритов колеблются от мельчайших как были идентифицированы метеориты с Марса, а эту пылевых частиц до нескольких метров в поперечнике.

планету никак нельзя отнести к малым телам СолнечИз всех до сих пор найденных одиночных метеоритов ной системы.

самым крупным является железный метеорит Hoba в Из сказанного становится очевидно, что метеориЮго-Западной Африке. Его масса составляет около ты довольно разнообразны по своему генезису. Объе60 т. Первоначально масса была, вероятно, значительдиняющим звеном для всех метеоритов является то, но больше, поскольку метеорит окружен слоем лимочто на каком-то этапе эволюции Солнечной системы нита (Fe2O3 nH2O) толщиной до 0,5 м, образовавшегоони оказались путешественниками в свободном косся в результате длительного земного выветривания.



мическом пространстве, двигающимися вокруг Солнца. При таком движении неизбежны столкновения, КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА приводящие как к дроблению, так и к объединению (МЕТЕОРИТИКА ДО XX ВЕКА) сталкивающихся тел. Иногда происходили столкновеИстория исследования метеоритов насчитывает чуть ния и с большими планетами. На этом космическая больше двух столетий, хотя человечество познакомижизнь метеоритов заканчивалась. Объединение сантилось с этими небесными посланниками существенно метровых по размеру тел привело к тому, что многие из раньше. Первое железо, использованное человеком, известных ныне метеоритов полигенны, то есть в пренесомненно, было метеоритным. Это нашло свое отраделах одного образца можно обнаружить обломки или жение в названии железа у многих народов. Так, древвключения, возникшие в результате принципиально ние египтяне именовали его “бинипет”, что означает разных процессов, протекавших на различных родинебесная руда. В древней Месопотамии его называли тельских телах и в разное время.

“анбар” – небесный металл; древнегреческое “сидеВернемся к энциклопедическому определению порос” происходит от латинского слова “sidereus” – звезднятия “метеорит”, а именно к тезису о выпадении меный. Древнеармянское название железа “еркам” – теоритов на Землю. Почему именно на Землю, а не на капнувший (упавший) с неба.

другие планеты и их спутники. Известны же находки Первое задокументированное сведение о камнях, привнесенного космического вещества в составе лунпадающих с неба, встречено в китайских летописях и ного грунта. Более того, на многих планетах Солнечной датируется 654 годом до н.э. Наиболее древний метеосистемы или их спутниках установлены так называемые рит, наблюдавшийся при падении и сохранившийся до метеоритные кратеры, причем многочисленные – ренаших дней, – это каменный метеорит Nogato, падение зультат высокоскоростного столкновения двух космикоторого, как задокументировано в старых японских ческих тел, как правило различающихся начальными летописях, наблюдалось 19 мая 861 г. н.э.

массами. Это означает, что выпадение космического вещества происходит и на поверхности других плане- Шли века, метеориты падали на Землю, летопистарных тел, не только Земли. ные данные меняли свою религиозную форму на все СОРОСОВСКИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ, ТОМ 7, №2, НАУКИ О ЗЕ МЛЕ более правдоподобное описание падений. Тем не менее ствования метеоритов, 2) отождествление разных типов к концу XVIII века большинство европейских ученых метеоритов с отдельными оболочками планет и 3) гивсе же крайне скептически относились к сообщениям потезу об астероидальном происхождении метеоритов.

простого люда о камнях, падающих с неба. В 1772 году известный химик А.Л. Лавуазье стал одним из авторов СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ доклада ученых в Парижскую академию наук, в котоО МЕТЕОРИТАХ (МЕТЕОРИТИКА XX ВЕКА) ром говорилось, что “падения камней с неба физически невозможны”. После такого заключения, подписанно- На рубеже XIX–XX веков исследователи окончательно утвердились во мнении, что одним из ключевых мого авторитетными учеными, Парижская академия наук ментов в построении непротиворечивого сценария оботказалась рассматривать какие-либо сообщения “о разования Солнечной системы могут стать те самые камнях, падающих с неба”. Столь безапелляционное отрицание возможности падения на Землю тел из кос- “камни, падающие с неба”, которые столетием раньше мического пространства привело к тому, что, когда ут- были преданы анафеме и безжалостно выбрасывались на помойки подобно тому, как во времена инквизиции ром 24 июня 1790 года на юге Франции упал метеорит Barbotan и падение его было засвидетельствовано бур- (да и не только инквизиции) сжигались книги.

гомистром и городской ратушей, французский ученый Итак, в начале ХХ века метеоритика праздновала П. Бертолле (1741–1799) писал: “Как печально, что цесвою победу. Она была чуть ли не единственной наулый муниципалитет заносит в протокол народные кой, объект исследования которой мог помочь разосказки, выдавая их за действительно виденное, тогда браться в сложных процессах образования и последуюкак не только физикой, но и ничем разумным вообще щей эволюции минерального вещества в Солнечной их нельзя объяснить”. Увы, подобные высказывания системе. Детальное изучение минералогического и хине были единичными. И это в той самой Франции, где мического составов различных метеоритов, выполнен7 марта 1618 года упавший на здание Парижского суда ное во второй половине XX века, позволило серьезно небольшой аэролит сжег его. В 1647 году болид раздапересмотреть и усовершенствовать первые классифивил двух яличников на Сене. В 1654 году метеорит убил кационные схемы метеоритов и представления наших монаха в окрестностях Парижа.

предшественников о генезисе самих метеоритов. ПоОднако следует отметить, что не все ученые едивышение интереса ученых к исследованию метеоритов ногласно разделяли официальную точку зрения Паи детальность подхода проводимых ими исследований рижской академии и в историю метеоритики навсегда наглядно демонстрирует диаграмма увеличения числа вошли имена Эрнста Хладного и Эдварда Кинга, опубминералов, установленных во внеземном веществе на ликовавших в конце XVIII века первые книги по метеопротяжении последних 100 лет (рис. 1).

ритике на немецком и английском языках.

Первый “светлый луч в темном царстве” блеснул 26 апреля 1803 года: около городка Легль на севере Франции выпал каменный метеоритный дождь, после которого было собрано несколько тысяч камней. Падение метеорита было документально засвидетельствовано многими официальными лицами. Теперь уже даже Парижская академия наук не могла отрицать сам факт падения метеоритов с неба. После доклада академика Био об обстоятельствах падения Легльского метеоритного дождя близ городка Легль Парижская академия наук вынуждена была признать: метеориты существуют, метеориты – тела внеземного происхождения, ме- 100 теориты действительно попадают на Землю из межпла22 22 нетного пространства. 1885 1915 1934 1955 1967 1972 1987 1988 1991 1997 Такое официальное признание метеоритов явилось Год опубликования списка минералов импульсом для их детального изучения, и благодаря усилиям многих исследователей метеоритика посте- Рис. 1. Число известных минеральных фаз (и их разновидностей) во внеземном веществе. Данные пенно становится наукой, изучающей минеральный и заимствованы из работ: Tschermak (1885), Farrington химический состав космического вещества. Основны(1915), Heide (1934), Кринов (1955), Mason (1967), ми достижениями метеоритики XIX века можно приMason (1972), Юдин, Коломенский (1987), Kerridge, знать следующие: 1) установление самого факта суще- Matthews (1988) УЛЬЯНОВ А.А. МЕТЕОРИТИКА, МЕТЕОРИТЫ И ПРИСУТСТВУЮЩИЕ В НИХ МИНЕРАЛЫ Общее число минеральных фаз НАУКИ О ЗЕ МЛЕ В результате многочисленных исследований выяс17O, ‰ нилось, что далеко не все метеориты – производные процесса дифференциации вещества на планетарных телах. Многие представляют собой брекчии, отдельные LL L обломки которых не могли образоваться в пределах H единого родительского тела. Например, хорошо извеB стный метеорит Kaidun содержит в своем составе обломки разных типов метеоритов, образование которых A протекало при существенно различающихся окислиC тельно-восстановительных условиях.





-В метеорите Adzi-Bogdo установлено одновременное присутствие ультраосновных и кислых (по составу) ксенолитов. Находка последних говорит о крайне вы- -сокой степени дифференциации вещества на родительских телах, а значит, и об их относительно больших -размерах.

Наиболее убедительные доказательства гетероген--6 -4 -2 0 2 4 6 ности брекчированных метеоритов получены на осно18O, ‰ вании изотопных данных, в частности об изотопном составе кислорода. Постараемся несколько пояснить Рис. 2. Изотопная диаграмма для кислорода. Линия этот тезис.

земного масс-фракционирования (верхняя) прохоИзвестны три стабильных изотопа кислорода: 16O, дит под углом 30°. Выше нее располагаются поля H-, L- и LL-хондритов. Тугоплавкие включения располаO и 17O. В результате протекания каких-либо физичегаются в нижней выделенной области и следуют ских, физико-химических или химических процессов тренду с углом наклона 45° практически всегда в продуктах реакций можно зафиксировать фракционирование изотопов кислорода. Национирования вверх или вниз. Какие бы химические пример, при кристаллизации какого-либо минерала из реакции ни осуществлялись, какие бы минеральные силикатного расплава изотопный состав кислорода в фазы ни образовывались, всегда их составы будут нахоэтом минерале будет отличаться от исходного и оставдиться на линии масс-фракционирования. Это было шегося расплава, причем комплементарность не должнеоднократно показано на примере земных минерана быть нарушена.

лов, руд и горных пород.

Поскольку различия в поведении изотопов в разнообразных физико-химических процессах связаны не На этой же изотопной диаграмме четко прослежис проявлением их химических свойств (которые прак- вается другая прямая линия (тренд) с тангенсом угла тически одинаковы), а именно с массой изотопов, то наклона 1. Ее образуют так называемые тугоплавкие характер фракционирования или разделения изотопов или белые включения, установленные в одном из редопределяется как раз этим свойством. Поэтому на изо- ких типов каменных метеоритов. Этот тренд известен топно-кислородной диаграмме составы практически уже почти четверть века, но и по сей день остается всех земных горных пород и минералов располагаются предметом многочисленных дискуссий. До сих пор нет вдоль единой линии с тангенсом угла наклона 0,5 общепринятого объяснения столь необычному поведе(рис. 2), получившей название “линии земного масс- нию изотопного состава кислорода в этих экзотических фракционирования” (замысловатые “дельта” на диа- объектах. Первоначально высказывалась точка зрения, грамме в первом приближении можно рассматривать в что обогащение изотопом 16О произошло за счет прикачестве величин, пропорциональных содержанию то- вноса вещества, синтезированного в одной из внутренго или иного изотопа). Если, например, первичный них оболочек сверхновой звезды. Однако последуюрасплав отвечал составу А, то при кристаллизации из щие исследования не подтвердили (но до конца и не него какой-либо минеральной фазы состав последней опровергли) предложенной гипотезы. Эти кислородбудет сдвинут по линии масс-фракционирования в но-аномальные объекты явились предметом детальноточку В, а оставшийся расплав обязан отвечать составу го исследования многих научных групп; были изучены точки С (в этом и состоит правило комплементарнос- минеральный, химический и изотопные составы, однако ти). Самое главное следствие из подобного анализа со- непротиворечивого механизма их генезиса так и не быстоит в том, что любой химический процесс не может ло предложено. В начале 70-х годов популярной стала сдвинуть точку продуктов реакции с линии масс-фрак- гипотеза конденсационного происхождения тугоплавСОРОСОВСКИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ, ТОМ 7, №2, НАУКИ О ЗЕ МЛЕ ких включений.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.