Метеоритное железо

Железо, попавшее в метеорит, а не образовавшееся на Земле с момента образования

Метеорное железо , иногда метеоритное железо , ^[1] является самородным металлом и остатком протопланетного диска ранней вселенной, обнаруженным в метеоритах и ​​состоящим из элементов железа и никеля , в основном в форме минеральных фаз камасита и тэнита . Метеорное железо составляет большую часть железных метеоритов , но также встречается в других метеоритах. Помимо небольших количеств теллурического железа , метеоритное железо является единственным естественным самородным металлом элемента железа (в металлической форме, а не в руде ) на поверхности Земли. ^[2]

Минералогия

Основная масса метеоритного железа состоит из тэнита и камасита . Тэнит — это гранецентрированная кубическая, а камасит — объемноцентрированная кубическая железоникелевая решетка .

Метеорное железо можно отличить от теллурического железа по его микроструктуре и, возможно, также по его химическому составу, поскольку метеоритное железо содержит больше никеля и меньше углерода. ^[2]

Следовые количества галлия и германия в метеоритном железе могут быть использованы для различения различных типов метеоритов. Метеорное железо в каменно-железных метеоритах идентично «галлиево-германиевой группе» железных метеоритов . ^[3]

Структуры

Метеорное железо образует несколько различных структур, которые можно увидеть при травлении или в тонких срезах метеоритов. Видманштеттенов узор образуется, когда метеорное железо остывает, а камасит выделяется из тэнита в виде пластинок . [ ^5] Плессит представляет собой более мелкозернистое срастание двух минералов между пластинками видманштеттенового узора. ^[6] Линии Неймана представляют собой тонкие линии, проходящие через кристаллы камасита , которые образуются в результате ударной деформации. ^[7]

Культурное и историческое использование

Копье , сделанное из бивня нарвала , с железным наконечником из метеорита Кейп-Йорк .

До появления выплавки железа метеоритное железо было единственным источником металлического железа, за исключением небольших количеств теллурического железа . Метеорное железо уже использовалось до начала железного века для изготовления культурных объектов, инструментов и оружия. ^[8]

Бронзовый век

Подтверждено, что многие образцы железа, относящиеся к бронзовому веку, имеют метеоритное происхождение. ^[9]

• В Древнем Египте на кладбище около Герцеха была найдена бусина из железного металла , которая содержала 7,5% Ni. ^{[10] [11]} Геохимический анализ железных бусин из Герцеха, датируемых примерно 3200 г. до н.э., основанный на соотношении никеля к железу и кобальту , подтверждает, что железо имело метеоритное происхождение. ^[9]
• Геохимический анализ подтвердил, что железный кинжал из Аладжа-Хююка , датируемый примерно 2500 годом до нашей эры, имеет метеоритное происхождение. ^[9]
• Геохимический анализ подтвердил, что железная подвеска из Умм-эль-Марры в Сирии , датируемая примерно 2300 годом до нашей эры, имеет метеоритное происхождение. ^[9]
• Было обнаружено, что железный топор из Угарита в Сирии , датируемый примерно 1400 годом до нашей эры, имеет метеоритное происхождение. ^[9]
• Было подтверждено, что несколько железных топоров из Китая времен династии Шан , датируемых примерно 1400 годом до нашей эры, имеют метеоритное происхождение. ^[9]
• Датированные примерно 1350 г. до н. э., железные кинжал, браслет и подголовник из гробницы Тутанхамона , как было подтверждено, имеют метеоритное происхождение. ^[9] Кинжал Тутанхамона состоит из тех же пропорций металлов ( железо , никель и кобальт ), что и метеорит, обнаруженный в этом районе, отложившийся в результате древнего метеоритного дождя. ^{[12] [13] [14]}
• Было подтверждено, что железный наконечник стрелы из Мёригена в Швейцарии , датируемый примерно 900 годом до нашей эры, имеет метеоритное происхождение. ^[15]

Америка

• Инуиты использовали части метеорита Кейп-Йорк для изготовления наконечников копий. ^{[16] [} 17 ^{] [18]}

Африка

• Фрагменты метеорита Гибеон на протяжении столетий использовались народом нама в Намибии.

Азия

• Имеются сведения об использовании метеоритов для изготовления различных предметов в Тибете (см. Тхокча ).
• Железный человек , предполагаемая тибетская буддийская статуя Вайшраваны , вероятно, была вырезана из метеорита атаксит. ^[19] Было высказано предположение, что она может быть сделана из фрагмента метеорита Чинга . ^{[20] [21]}

Даже после изобретения плавки метеоритное железо иногда использовалось там, где эта технология была недоступна или металл был дефицитным. Кусок метеорита Крэнборн был превращен в подкову около 1854 года. ^[22]

Сегодня метеоритное железо используется в производстве ювелирных изделий и ножей, но большая его часть используется в исследовательских, образовательных или коллекционных целях.

Атмосферные явления

Метеорное железо также оказывает влияние на атмосферу Земли. Когда метеориты падают через атмосферу, внешние части подвергаются абляции . Метеорная абляция является источником многих элементов в верхних слоях атмосферы. Когда метеоритное железо подвергается абляции, оно образует свободный атом железа, который может реагировать с озоном (O ₃ ) с образованием FeO . Этот FeO может быть источником оранжевых спектрографических полос в спектре верхних слоев атмосферы. ^[23]

Смотрите также

• Глоссарий метеоритики

Ссылки

1. Ререн, Тило; Бельгия, Тамаш; Джамбон, Альберт; Кали, Дьёрдь; Каштовский, Жолт; Кис, Золтан; Ковач, Имре; Мароти, Богларка; Мартинон-Торрес, Маркос; Миниачи, Джанлука; Пиготт, Винсент К.; Радивоевич, Миляна; Роста, Ласло; Сентмиклоши, Ласло; Секефальви-Надь, Золтан (2013). «Египетские железные бусины возрастом 5000 лет, сделанные из кованого метеоритного железа» (PDF) . Журнал археологической науки . 40 (12): 4785–4792. дои : 10.1016/j.jas.2013.06.002 .
2. Fleming, Stuart J.; Schenck, Helen R. (1989). История технологий: роль металлов. Музей археологии Пенсильванского университета. стр. 67. ISBN 978-0-924171-95-6.
3. Ловеринг, Джон Ф.; Ничипорук, Уолтер; Чодос, Артур; Браун, Харрисон (31 декабря 1956 г.). «Распределение галлия, германия, кобальта, хрома и меди в железных и железокаменных метеоритах в зависимости от содержания и структуры никеля». Geochimica et Cosmochimica Acta . 11 (4): 263–278. Bibcode : 1957GeCoA..11..263L. doi : 10.1016/0016-7037(57)90099-6.
4. Кларк, Рой С.; Эдвард РД Скотт (1980). «Тетратенит — упорядоченный FeNi, новый минерал в метеоритах» (PDF) . American Mineralogist . 65 : 624–630. Bibcode : 1980AmMin..65..624C.
5. Yang, J.; JI Goldstein (2005). «Формирование структуры Видманштеттена в метеоритах». Meteoritics & Planetary Science . 40 (2): 239–253. Bibcode :2005M&PS...40..239Y. doi : 10.1111/j.1945-5100.2005.tb00378.x .
6. Goldstein, JI; JR Michael (2006). «Формирование плессита в метеоритном металле». Meteoritics & Planetary Science . 41 (4): 553–570. Bibcode :2006M&PS...41..553G. doi : 10.1111/j.1945-5100.2006.tb00482.x .
7. Розенхайн, Уолтер; Джин Макминн (1925). «Пластическая деформация железа и образование линий Неймана». Труды Королевского общества . 108 (746): 231–239. Bibcode : 1925RSPSA.108..231R. doi : 10.1098/rspa.1925.0071 .
8. Вальдбаум, Дж. К. и Джеймс Д. Мьюли; Первое археологическое появление железа и переход к главе железного века в книге «Наступление века железа», под ред. Теодора А. Вертме, Издательство Йельского университета, 1980, ISBN 978-0300024258 
9. Джамбон, Альберт (2017). «Железо бронзового века: метеоритное или нет? Химическая стратегия» (PDF) . Журнал археологической науки . 88 : 47–53. дои : 10.1016/j.jas.2017.09.008. ISSN  0305-4403.
10. "Додинастические железные бусины из Герцеха, Египет". ucl.ac.uk. Архивировано из оригинала 7 апреля 2015 г. Получено 28 декабря 2012 г.
11. Ререн, Тило; Бельгия, Тамаш; Джамбон, Альберт; Кали, Дьёрдь; и др. (31 июля 2013 г.). «Египетские железные бусы возрастом 5000 лет, изготовленные из чеканного метеоритного железа». Журнал археологической науки . 40 (12): 4785–4792. дои : 10.1016/j.jas.2013.06.002 . hdl : 11568/908268 .
12. Бьоркман, Джудит Кингстон (1973). «Метеоры и метеориты на древнем Ближнем Востоке». Метеоритика . 8 (2): 91–132. Bibcode : 1973Metic...8...91B. doi : 10.1111/j.1945-5100.1973.tb00146.x.
13. Даниэла Комелли; Массимо Д'Орацио; Луиджи Фолько; Махмуд Эль-Халваги; Томмазо Фриззи; Роберто Альберти; Валентина Капогроссо; Абдельразек Эльнаггар; Хала Хасан; Остин Невин; Франко Порчелли; Мохамед Г. Рашед; Джанлука Валентини (2016). «Метеоритное происхождение лезвия железного кинжала Тутанхамона». Метеоритика и планетология . 51 (7): 1301–1309. Бибкод : 2016M&PS...51.1301C. дои : 10.1111/maps.12664 .
14. Уолш, Деклан (2 июня 2016 г.). «Исследователи утверждают, что кинжал Тутанхамона сделан из «железа с неба». The New York Times . Получено 4 июня 2016 г. ...состав лезвия из железа, никеля и кобальта приблизительно соответствовал метеориту, упавшему на севере Египта. Результат «убедительно свидетельствует о внеземном происхождении»
15. Гай, Джек (8 августа 2023 г.). «Наконечник стрелы, сделанный из метеорита 3000-летней давности, найден возле озера в Европе». CNN . Получено 9 августа 2023 г.
16. Железо и сталь в древние времена , Вагн Фабрициус Бухвальд - Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab 2005
17. TA Rickard (1941). «Использование метеоритного железа». Журнал Королевского антропологического института . 71 (1/2): 55–66. doi :10.2307/2844401. JSTOR  2844401.
18. Бухвальд, В.Ф. (1992). «Об использовании железа эскимосами в Гренландии». Характеристика материалов . 29 (2): 139–176. doi :10.1016/1044-5803(92)90112-U. JSTOR  2844401.
19. Der Lama mit der Hose: «Будда из космоса» ist offenbar eine Fälschung (Telepolis, 13.10.2012)
20. "Древняя буддийская статуя сделана из метеорита, новое исследование показывает". Science Daily . Получено 26 декабря 2012 г.
21. Бухнер, Элмар; Шмидер, Мартин; Курат, Геро; Брандштеттер, Франц; и др. (1 сентября 2012 г.). «Будда из космоса — древний объект искусства, сделанный из фрагмента железного метеорита Чинга*». Метеоритика и планетарная наука . 47 (9): 1491–1501. Bibcode : 2012M&PS...47.1491B. doi : 10.1111/j.1945-5100.2012.01409.x .
22. "The Cranbourne Meteorites" (PDF) . Город Кейси. Архивировано из оригинала (PDF) 10 мая 2013 года . Получено 29 декабря 2012 года .
23. Эванс, У.Ф.Дж.; Гаттингер, Р.Л.; Слэнгер, Т.Г.; Саран, Д.В.; и др. (20 ноября 2010 г.). «Открытие оранжевых полос FeO в спектре свечения земной ночи, полученном с помощью OSIRIS на космическом аппарате Odin». Geophysical Research Letters . 37 (22): L22105. Bibcode : 2010GeoRL..3722105E. doi : 10.1029/2010GL045310. S2CID  130887275.

Внешние ссылки

• Фотографии железных бусин Герзе и других артефактов из гробницы № 67