На сегодняшний день метеориты остаются единственным источником информации о ранней Солнечной системе. Как отмечают исследователи, нет никаких других вариантов «заглянуть в ее прошлое». Чтобы лучше понять природу изменения физико-химических свойств метеоритного железа в космическом пространстве, российские ученые вместе с коллегами провели комплексные исследования метеорита Чинге, который впервые был обнаружен в 1912 году. В результате проведения ударно-взрывного эксперимента в лабораторных условиях они оценили значения давлений и температур (степень ударного метаморфизма), которые метеорит испытал в космическом пространстве. Оказалось, что метеорит был перемагничен и не сохранил информацию о магнитном поле родительского астероида.
Над научным проектом работали сотрудники лаборатории метеоритики и космохимии подведомственного Минобрнауки России Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН совместно с российскими и зарубежными коллегами.
«Высокоскоростные коллизии (столкновения) между твёрдыми телами Солнечной системы – естественный процесс эволюции твёрдого вещества. В результате столкновений через метеоритное вещество проходят ударные волны, которые сопровождаются повышенными давлениями и температурами. Изучение ударного метаморфизма в метеоритах – это, по сути, изучение предыстории эволюции твёрдого вещества в нашей Солнечной системе. А изучение прошлого нашей Солнечной системы позволяет и прогнозировать будущее в том числе и Земли», – прокомментировала доктор физико-математических наук, заместитель директора ГЕОХИ РАН Наталья Безаева.
Железные метеориты составляют порядка 5% от всех известных на сегодняшний день метеоритов. Согласно современным представлениям, они прилетают к нам из пояса астероидов и являются фрагментами ядер дифференцированных тел. Для ударно-взрывного эксперимента был выбран фрагмент неокисленного «бесструктурного» метеорита-атаксита Чинге. Этот метеорит известен в том числе и тем, что из него сделан железный Будда из Тибета («железный человек»). С 1912 года было собрано более сотни экземпляров (обломков) этого метеорита общей массой 184 кг (хранятся в коллекции метеоритов РАН); размеры фрагментов разные: от нескольких сантиметров до десятков сантиметров. Кратера этот метеорит не оставил.
Для оценки степени ударного метаморфизма, который метеорит приобрёл в космическом пространстве, ученые провели сферический ударно-взрывной эксперимент – из метеорита был изготовлен шар диаметром 57 мм, который был подвергнут воздействию ударной волны, сходящейся к центру: Чинге оказался под воздействием сверхвысоких давлений и температур в лабораторных условиях (>100 ГПа (Гигапаскалей) и несколько тысяч градусов в центре шара) без загрязнения образца продуктами взрыва. Такие эксперименты в лабораторных условиях на метеоритах и аналогах представляют собой один из способов изучения процессов ударного метаморфизма в Солнечной системе и их последствий для внеземного вещества.
«Исследование образцов метеорита Чинге после взрыва выявило образование трёх концентрических зон шока, которые испытали разные давления и температуры в диапазоне от 30 до >100 ГПа и от 250 до >1000°С, с характерными признаками ударного метаморфизма, такими как микротрещины, пластические деформации и полосы скольжения, прожилки и карманы гомогенного металла (расплава), распространённость которых уменьшается с уменьшением ударно-индуцированных давлений и температур от центра к периферии образца. Полосы скольжения – типичные для железных метеоритов маркеры мощного ударного воздействия – в лабораторных условиях воспроизведены впервые», – добавила Наталья Безаева.
Основными носителями магнитных свойств метеорита Чинге оказались минералы камасит и тетратэнит (сплавы железа с никелем). Ввиду своих физико-химических особенностей метеорит является магнитомягким: он легко перемагничивается, что не дало ему возможности сохранить информацию о его магнитной предыстории – магнитных полях родительского астероида во время его образования или во время перемагничивания в результате столкновений с другими телами в космическом пространстве. При этом метеорит Чинге после своего формирования в космическом пространстве, с большой вероятностью, не испытывал давлений >30 ГПа и температур >550°С, о чём свидетельствуют отсутствие в исходном метеорите полос скольжения и наличие в его составе небольшого количества тетратэнита соответственно.
Исследование проведено при финансовой поддержке Минобрнауки России. Результаты опубликованы в сборнике статей международного издательства Springer Nature.
«Advances in Geochemistry, Analytical Chemistry, and Planetary Sciences» издательства Springer Nature. Bezaeva N.S., Badyukov D.D., Feinberg J.M., Kars M., Kosterov A. (2023). The Effect of 30 to >100 GPa Shock on the Magnetic Properties of Chinga Iron Meteorite. In: Kolotov, V.P., Bezaeva, N.S. (eds) Advances in Geochemistry, Analytical Chemistry, and Planetary Sciences. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-09883-3_18
Информация предоставлена пресс-службой Минобрнауки России
Источник фото: ru.123rf.com
