Meteoriitit: Muodostuminen ja Kallioperä — Lajit ja Emätaivaankappaleet
Jaa
Muodostuminen, geologia ja tyypit
Meteoriitit: aurinkopölystä planeettasirpaleiksi
Meteoriitit ovat luonnollisia näytteitä asteroideista, Kuusta ja Marsista. Niiden rakenteet tallentavat aurinkokunnan sumun varhaisimmat kiinteät aineet, planetesimaalien lämmityksen, metalliytimien erottumisen, voimakkaat törmäykset ja lopullisen ilmakehään tulon, joka toimittaa sirpaleet Maahan.
- Ikäkehys: varhainen aurinkokunta
- Suurimmat ryhmät: kivi-, rauta- ja kivirauta
- Keskeiset rakenteet: kondruulit, metalli, oliiviini
- Toimitus: putoukset, löydöt, leviämiskentät
Mikä muovaa meteoriittia?
Meteoriitit eivät ole yksi kivityyppi. Ne ovat suurempien historiallisten tapahtumien sirpaleita: pölyä, joka tiivistyi nuoren Auringon ympärillä, pisaroita, jotka jäähtyivät aurinkokunnan sumussa, asteroideja, jotka kasaantuivat ja lämpenivät, eriytyneitä kappaleita, jotka erottuivat metalliin ja silikaattiin, planeettojen kuoria, jotka sinkoutuvat törmäysten seurauksena, ja palasia, jotka lopulta läpäisevät Maan ilmakehän.
Perusero on kondriittien välillä, jotka säilyttävät primitiivisiä komponentteja kuten kondruuleja; akondriittien, jotka ovat magmakiviä sulaneista emokappaleista; rautometeoriittien, jotka edustavat metalliytimiä tai metalli-rikkaita varastoja; ja kiviraudat, jotka yhdistävät metallin ja silikaatin näyttävin sekoitetuin rakentein.
Muodostumisjärjestys: pölystä näytteeksi
Meteoriittien muodostumishistoria kattaa siirtymän aurinkokunnan pölystä kiinteisiin kappaleisiin ja edelleen emokappaleen geologiasta maahan putoamiseen.
- 1 Pöly ja korkealämpötilaiset kiinteät aineet muodostuvat aurinkokunnan sumussa. Varhaiset mineraalit, refractory-inkluusit ja silikaattipisarat kehittyivät kaasun ja pölyn kiekossa nuoren Auringon ympärillä. Osa näistä komponenteista on edelleen säilynyt primitiivisissä kondriiteissa.
- 2 Kondruulit jäähtyvät pieninä magmaisina pisaroina. Monissa kondriiteissa on pyöreitä millimetrin kokoisia helmiä, joita kutsutaan kondriuleiksi. Niiden sisäiset rakenteet säilyttävät varhaisen aurinkokunnan nopeiden lämmitys- ja jäähdytysvaiheiden tapahtumat.
- 3 Planetesimaalit kasaantuvat ja lämpenevät sisäisesti. Pöly, kondriulit, metallihiukkaset ja muut komponentit kokoontuivat asteroidin kokoisiksi kappaleiksi. Sisäinen lämpö radioaktiivisesta hajoamisesta ja törmäyksistä muutti joitakin kappaleita jättäen toiset suhteellisen primitiivisiksi.
- 4 Jotkut emokappaleet eriytyvät. Riittävä lämmitys salli metallin vajota ja silikaatin nousta, muodostaen ytimen, vaipan ja kuoren varastot. Tämä prosessi on keskeinen rauta-meteoriittien, kivimetallien ja monien akondriittien alkuperässä.
- 5 Iskut rikkovat, sekoittavat ja laukaisivat materiaalia. Törmäykset murskasivat emokappaleita, sekoittivat metallia silikaatin kanssa, loivat breksioita, kaivoivat kuorikiviä ja laukaisivat palasia avaruuteen.
- 6 Palaset saapuvat Maan ilmakehään. Meteoroidi, joka leikkaa Maan, voi haihtua, hajota ja levittää materiaalia hajakentälle. Maahan selvinneet palaset muuttuvat meteoriiteiksi ja aloittavat uuden maapallon säätymisvaiheen historian.
Suurimmat meteoriittiperheet yhdellä silmäyksellä
Meteoriittien luokittelu yhdistää rakenteen, kemian, mineraalogian, isotooppitiedot ja emokappaleen tulkinnan. Alla oleva taulukko tiivistää laajat perheet, joita käytetään johdantogeologiassa ja kokoelmatiedoissa.
| Perhe | Määrittävä rakenne | Emokappaleen merkitys | Edustavat ryhmät |
|---|---|---|---|
| Kondriitit | Kondriulit, hieno matriisi, metallihiukkaset, sulfideja ja refractory-inkluusioita voi esiintyä. | Primitiivinen materiaali pienistä kappaleista, jotka eivät täysin sulaneet tai eriytyneet. | Tavalliset kondriitit: H, L, LL; hiilidioksidiset: CI, CM, CO, CV, CR; enstatiittiset: EH, EL |
| Akondriitit | Kiteiset magmakivien rakenteet ilman kondriuleja. | Sulaneet ja uudelleenkiteytyneet kivet eriytyneistä asteroideista, Kuusta tai Marsista. | HED-meteoriitit, aubriitit, angriitit, kuumeteoriitit, mars-meteoriitit |
| Rautameteoriitit | Pääosin rauta-nikkeli-metallia; kiillotetut ja etsaustut esimerkit voivat näyttää Widmanstättenin kuvioita. | Metalliset varastot, yleisesti liittyen eriytyneisiin emokappaleisiin ja ytimen kaltaisiin materiaaleihin. | Rakenteelliset luokat: heksadriitit, oktaedriitit, ataksiitit; kemialliset ryhmät kuten IAB, IIAB, IIIAB, IVA |
| Kivimetalli | Seoksia silikaattia ja Fe-Ni-metallia; pallasitit sisältävät oliviinia metallissa, kun taas mesosideriitit ovat breksioita. | Metalli-silikaattiseosten muodostuminen eriytymisen, rajavyöhykkeiden prosessien tai törmäyksen uudelleen kokoamisen kautta. | Pallasitit ja mesosideriitit |
Kondriitit: Primitiiviset materiaalit monimutkaisilla historiolla
Kondriitit kuvataan usein primitiivisiksi, koska ne säilyttävät varhaisen aurinkokunnan komponentteja, mutta monia on myös muokannut lämpö, vesi, isku tai maapallon säätyminen.
Tavalliset kondriitit
Tavalliset kondriitit ovat yleisimmin löydettyjä meteoriitteja. Niiden H-, L- ja LL-ryhmien nimet heijastavat rauta- ja metallipitoisuutta. Ne sisältävät tyypillisesti oliiviinia, pioksenia, Fe-Ni-metallia, troiliittia ja näkyviä tai himmeitä kondruleja metamorfisen asteen mukaan.
Hiilipitoiset kondriitit
Hiilipitoiset kondriitit sisältävät joitakin kemiallisesti alkuperäisimpiä meteoriitteja. Monet sisältävät tummaa matriisia, hydratoituneita mineraaleja, refractory-inkluusioita ja orgaanisia yhdisteitä. Niiden muuttumishistoria vaihtelee voimakkaasta vesiperäisestä muokkauksesta suhteellisen säilyneisiin kondriittisiin rakenteisiin.
Enstatiittikondriitit
Enstatiittikondriitit muodostuivat erittäin pelkistävissä olosuhteissa ja ovat mineraalisesti erottuvia. Ne sisältävät enstatiittipitoisia silikaatteja sekä epätavallisia sulfidi- ja metallifaaseja, jotka kertovat erilaisesta kemiallisesta ympäristöstä kuin useimmat tavalliset ja hiilipitoiset kondriitit.
Petrologinen tyyppi
Kondriittien nimissä on usein numero 1–7. Tyypit 1 ja 2 osoittavat merkittävää vesiperäistä muuttumista; tyyppi 3 on vähiten lämpömetamorfinen; tyypit 4–6 osoittavat kasvavaa lämpömetamorfismia; tyyppi 7 tarkoittaa äärimmäistä metamorfista peittymistä.
Mitä etsiä
Pyöreät helmimäiset rakeet hienossa matriisissa ovat keskeinen visuaalinen tunnusmerkki kondriiteille. Lämpömetamorfismi voi hämärtää näitä rajoja, joten tarkka luokittelu saattaa vaatia laboratoriopetrografiaa.
Muuttuminen on informatiivista
Vesi voi hydratoida ja peittää alkuperäisiä rakenteita; lämpö voi uudelleenkristalloida niitä. Molemmat prosessit ovat osa meteoriitin emokappaleen historiaa, eivät pelkkää vauriota.
Akondriitit: Magmakiviä muilta maailmoilta
Akondriiteilla ei ole kondruleja, koska niiden emämateriaali suli ja uudelleenkristalloitui. Monet muistuttavat ensi silmäyksellä maapallon magmakiviä, joten luokittelu perustuu mineraalikoostumukseen, rakenteeseen, kemiaan ja isotooppitodisteisiin.
| Akondriittityyppi | Tyypillinen tulkinta | Tärkeät rakenteet tai mineraalit | Geologinen merkitys |
|---|---|---|---|
| HED-meteoriitit | Yhdistetty eriytyneeseen asteroidin, yleisesti Vesta-tyyppiseen emokappaleeseen. | Eukriitit ovat basalttisia; diogeniitit piokseni-pitoisia; howardiitit ovat sekoitemateriaaleista koostuvia breksioita. | Tallentavat kuoren magmatismia, törmäyssekoittumista ja pinnan kehitystä pienellä eriytyneellä kappaleella. |
| Aubriitit | Enstatiittipitoiset akondriitit pelkistyneestä emokappaleesta. | Vaaleita, breksioituneita tai rakeisia enstatiittipitoisia rakenteita epätavallisine pelkistyneine faaseineen. | Osoittavat magmakivien muodostumista erittäin pelkistävissä olosuhteissa. |
| Angriitit | Basalttiset akondriitit varhaisesta eriytyneestä emokappaleesta. | Kalsium-alumiinirikas pyrokseeni, oliviini ja tunnusomaiset magmakiteiden rakenteet. | Hyödyllisiä varhaisen basalttisen magmatian ja kronologian tutkimiseen. |
| Kuun meteoriitit | Kuun törmäysten kautta sinkoutuneet fragmentit. | Basaltit, breksiat ja anortosiittiset koostumukset voivat esiintyä. | Luonnollisia näytteitä kuun kuoressa paikoilta, joita avaruusalukset eivät ole käyneet. |
| Marsin meteoriitit | Marsista törmäysten kautta sinkoutuneet fragmentit. | Basalttiset shergotiitit, klinopyrokseenit, duniitit ja niihin liittyvät magmakivet. | Tarjoa laboratoriopääsy Marsin tulivuori- ja kuorimateriaaleihin. |
Rauta- ja kivimetallit: ytimen tallenteet ja metalli-silikaattiseokset
Rauta- ja kivimetallit säilyttävät joitakin selkeimmistä todisteista eriytymisestä ja törmäyssekoittumisesta pienissä planeettakehissä.
Rautameteoriitit
Rautameteoriitit koostuvat pääasiassa Fe-Ni-metallista, erityisesti kamasiitista ja taeniitista. Monet muodostuivat erittäin hitaasti jäähtyen metallisissa varastoissa eriytyneissä emokappaleissa. Kun kokeneet valmistajat kiillottavat ja etsaavat ne, oktaedriitit paljastavat Widmanstätten-kuvioita, joiden nauhojen leveydet liittyvät jäähdytyshistoriaan ja nikkelin jakautumiseen.
Pallasitit
Pallasitit sisältävät oliviinikiteitä rauta-nikkeli-metallimatriisissa. Niitä tulkitaan usein metallin ja silikaatin vuorovaikutuksen tuotteiksi eriytyneiden sisäosien läheisyydessä, vaikka törmäyssekoittuminen voi olla tärkeää joissakin tapauksissa.
Mesosideriitit
Mesosideriitit ovat silikaattifragmenttien ja metallin breksioita. Niiden sekoittunut luonne liittyy yleensä katastrofaalisiin törmäyksiin, jotka hajottivat, sekoittivat ja kokoivat uudelleen eriytyneiden emokappaleiden materiaalia.
Apufaasit
Troiliitti, kirjoittajasiitti, kromiitti, fosfaatit ja muut apumineraalit voivat lisätä tärkeitä luokitteluun ja jäähdytyshistoriaan liittyviä tietoja, erityisesti kiillotetuissa näytteissä ja laboratoriotutkimuksissa.
Metallikuviot
Widmanstätten-kuviot eivät ole pinnan koristelua. Ne ovat luonnollisia Fe-Ni-seosten kasvustoja, jotka paljastuvat huolellisella valmistelulla.
Kivimetalli-rakenteet
Metallin sisällä oleva oliviini, breksiaatio ja sekoittuneet fragmentit paljastavat fyysisen kosketuksen silikaattien ja metallisten varastojen välillä.
Putoukset, löydöt ja levittäytyneet kentät
Meteoriitin matkan viimeinen vaihe on sen saapuminen Maahan. Tapa, jolla meteoriitti laskeutuu, ja kuinka kauan se pysyy altistuneena, vaikuttavat voimakkaasti sen kuntoon ja tieteelliseen kontekstiin.
Putoukset
Putoaminen on meteoriitti, joka on kerätty sen putoamisen havaittua. Putoamiset ovat usein tuoreempia kuin vanhemmat löydöt ja voivat säilyttää mustan sulkupinnan, vähemmän hapettumista ja paremman tiedon saapumisajasta ja -paikasta.
Löydöt
Löytö on meteoriitti, joka löydetään ilman, että sen putoamista on havaittu. Monet löydöt tulevat aavikoilta, jääkentiltä, kuivilta järvenpohjilta ja muilta pinnoilta, joilla tummat kivet erottuvat helpommin ja maallinen säätyminen voi olla suhteellisen hidasta.
Levinneisyysalueet
Kun meteoroidi hajoaa ilmakehässä, palaset voivat levitä elliptiselle alueelle, joka on linjassa lentoradan kanssa. Pienemmät palaset putoavat usein aikaisemmin, kun taas suuremmat, tiheämmät massat voivat kulkea pidemmälle.
Säätyminen maassa
Laskeutumisen jälkeen metalli ja sulfidit hapettuvat, sulkupinta hajoaa ja maalliset mineraalit voivat muodostua halkeamiin. Säätymisaste kuvaa tätä maapohjaista muutosta, ei meteoriitin alkuperäistä avaruushistoriaa.
Geologinen luokitus ja etikettinumerot
Meteoriittietiketit tiivistävät monimutkaiset historiat lyhyiksi, standardoiduiksi termeiksi. Nämä merkinnät eivät ole kosmeettisia luokituksia; ne kuvaavat muodostumista, muutoksia, iskukuvia ja maallista altistumista.
| Termi | Soveltuu pääasiassa | Mitä se kuvaa | Esimerkki |
|---|---|---|---|
| Petrologinen tyyppi | Kondriitit | Vesimuutoksen tai lämpömetamorfismin aste emokappaleessa. | CM2, LL3.2, H5, L6 |
| Iskutila | Useimmiten tavalliset kondriitit | Iskuihin liittyvä muodonmuutos, halkeamat, sulaveitset ja mineraalimuutokset. | S1–S6 |
| Säätymisaste | Erityisesti löydöt | Maallinen muutos laskeutumisen jälkeen, erityisesti metallin ja sulfidin hapettuminen. | W0–W6 tavallisissa kondriiteissa |
| Rautarakenteellinen luokka | Rautameteoriitit | Näkyvä metallin rakenne ja seoskasvutyyli valmistelun jälkeen. | Heksahedriitti, oktahedriitti, ataksiitti |
| Kemiallinen ryhmä | Rautameteoriitit ja monet muut ryhmät | Jäljitelementtien suhteet ja emokappaleen yhteydet. | IAB, IIAB, IIIAB, IVA, IVB |
Hoito ja säilytys
Meteoriitit ovat geologisia näytteitä, joissa on reaktiivisia faaseja. Säilytys keskittyy metallin, sulfidin, sulkupinnan ja valmisteltujen pintojen vakauden ylläpitämiseen.
Säädä kosteutta
Rauta- ja kivirauta-meteoriitit ovat erityisen herkkiä kosteudelle. Kuiva säilytys, piidioksidigeeli, vakaat huoneolosuhteet ja rajoitettu käsittely hidastavat korroosiota.
Suojaa valmistellut pinnat
Kiillotetut, kaiverretut tai viipaloidut näytteet tulisi suojata sormenjäljiltä, kulumiselta ja kostealta ilmasta. Kaikki pinnoitus-, stabilointi- tai valmistushistoria tulisi säilyttää näytteen tiedoissa.
Käsittele kivimeteoriitteja varovasti
Kivimeteoriitit voivat sisältää metallihiukkasia ja sulfideja, jotka säätyvät ajan myötä. Vältä liottamista, kovaa puhdistusta, suolalle altistumista ja hallitsematonta kosteutta.
Säilytä dokumentaatio
Luokittelukortit, paikallistiedot, massarekisterit, laboratorioviitteet ja alkuperätiedot ovat osa meteoriitin tieteellistä ja historiallista arvoa.
Lukijoiden usein kysymiä kysymyksiä
Mikä on kondriitin ja akondriitin ero?
Kondriitti sisältää kondruuleja tai niihin liittyviä alkuperäisiä komponentteja ja tulee kappaleesta, joka ei täysin sulanut eikä eriytynyt. Akondriitilla ei ole kondruuleja, koska se muodostui materiaalista, joka suli ja uudelleenkristalloitui magmakiveksi.
Mistä rautameteoriitit tulevat?
Monet rautameteoriitit tulkitaan metallipitoisiksi materiaaleiksi eriytyneistä emokappaleista, mukaan lukien ydinmaiset varastot. Niiden Fe-Ni-seosrakenteet tallentavat hidasta jäähtymistä ja myöhempää törmäyshistoriaa.
Ovatko pallasit ytimen ja vaipan rajalta peräisin?
Monista pallasiteista keskustellaan usein metallin ja silikaatin vuorovaikutuksesta eriytyneiden sisäosien läheisyydessä, mutta jotkut voivat liittyä myös törmäyksestä johtuvaan sekoittumiseen. Tarkka muodostumisreitti voi vaihdella ryhmittäin.
Onko kaikilla meteoriiteilla sulamiskuori?
Tuoreet meteoriittisadot ovat yleensä sulamiskuorisia, mutta säätyminen, käsittely, kuluminen ja leikkaaminen voivat poistaa tai peittää sen. Näkyvän kuoren puuttuminen ei automaattisesti kumoa meteoriittiperää.
Todistaako voimakas magneettisuus, että kivi on meteoriitti?
Eivät. Monet maapallon kivet ja teolliset materiaalit ovat magneettisia. Magneettisuus voi tukea tunnistusta, mutta luotettava arviointi ottaa huomioon myös tiheyden, rakenteen, sulamiskuoren, metallihiukkaset, kondruulit, kemian ja laboratorioluokituksen.
Miksi kuun ja Marsin meteoriitit ovat tärkeitä?
Ne ovat luonnollisia planeettanäytteitä, jotka on toimitettu Maahan törmäystapahtumien kautta. Kuun ja Marsin meteoriitit laajentavat laboratoriotutkimukseen saatavilla olevan materiaalin valikoimaa avaruusalusten palauttamien näytteiden lisäksi.
Yhteenveto
Meteorityypit ovat geologiaa pienoiskoossa. Kondriitit säilyttävät varhaisen aurinkokunnan ainekset; akondriitit tallentavat pienten maailmojen ja planeettojen magmakivien kehityksen; rautameteoriti säilyttää metallisen jäähtymishistorian; kivimetallit paljastavat metallin ja silikaatin kohtaamisen. Jokainen näyte kantaa mukanaan enemmän kuin dramaattisen saapumistarina: se säilyttää sarjan tiivistymistä, kasaantumista, lämmitystä, eriytymistä, törmäystä, ilmakehän läpikulua ja maapallon säätymistä.