Железный метеорит

Метеорит, состоящий из железо-никелевого сплава, называемого метеорным железом.

Железные метеориты , также называемые сидеритами или железными метеоритами , представляют собой тип метеорита , который состоит в основном из железо-никелевого сплава, известного как метеорное железо , которое обычно состоит из двух минеральных фаз: камасита и тэнита . Большинство железных метеоритов происходят из ядер планетезималей , ^[2] за исключением группы железных метеоритов IIE ^[3]

Железо, обнаруженное в железных метеоритах, было одним из самых ранних источников полезного железа, доступного человеку , из-за ковкости и пластичности метеоритного железа, ^[4] до развития плавки , которая ознаменовала начало железного века .

Вхождение

Хотя они довольно редки по сравнению с каменными метеоритами и составляют лишь около 5,7% засвидетельствованных падений, железные метеориты исторически были сильно перепредставлены в коллекциях метеоритов . ^[5] Это связано с несколькими факторами:

• Их легко узнать как необычные, в отличие от каменных метеоритов. Современные поиски метеоритов в пустынях и Антарктиде дают в целом гораздо более репрезентативную выборку метеоритов.
• Они гораздо более устойчивы к атмосферным воздействиям.
• У них гораздо больше шансов пережить вход в атмосферу и они более устойчивы к возникающей абляции . Следовательно, их чаще можно найти в виде крупных кусков.
• Их можно найти даже в захоронениях с помощью наземного металлодетекторного оборудования из-за их металлического состава.

Поскольку они также плотнее каменных метеоритов, железные метеориты также составляют почти 90% массы всех известных метеоритов, около 500 тонн. ^[6] Все крупнейшие известные метеориты относятся к этому типу, включая самый крупный — метеорит Хоба .

Источник

Железные метеориты были связаны с астероидами М-типа , поскольку оба они имеют схожие спектральные характеристики в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. Считается, что железные метеориты представляют собой фрагменты ядер более крупных древних астероидов , разрушенных в результате ударов. ^[7] Тепло, выделяющееся в результате радиоактивного распада короткоживущих нуклидов ²⁶ Al и ⁶⁰ Fe, считается вероятной причиной плавления и дифференциации их родительских тел в ранней Солнечной системе. ^{[8] [9]} Плавление, вызванное теплом ударов, является еще одной причиной плавления и дифференциации. ^[10] Железные метеориты IIE могут быть заметным исключением, поскольку они, вероятно, происходят из коры астероида S-типа 6 Hebe .

Химический и изотопный анализ показывает, что в этом участвовало по меньшей мере около 50 различных родительских тел. Это означает, что когда-то в поясе астероидов было по крайней мере столько же крупных, дифференцированных астероидов – намного больше, чем сегодня.

Состав

Подавляющая часть этих метеоритов состоит из FeNi-сплавов камасита и тэнита . Мелкие минералы при залегании часто образуют округлые конкреции троилита или графита , окруженные шрейберзитом и когенитом . Шрайберзит и троилит также встречаются в виде пластинчатых включений, которые на поверхности среза проявляются в виде пластинок длиной см и толщиной мм. Пластины троилита называются пластинками Райхенбаха . ^[11]

В химическом составе преобладают элементы Fe , Ni и Co , которые составляют более 95%. Ni всегда присутствует; концентрация почти всегда превышает 5% и может достигать примерно 25%. ^[12] Значительный процент никеля можно использовать в полевых условиях, чтобы отличить метеоритное железо от изделий из железа, изготовленных человеком, которые обычно содержат меньшее количество Ni, но этого недостаточно, чтобы доказать метеоритное происхождение.

Использовать

Железные метеориты исторически использовались для получения метеоритного железа , из которого выковывались предметы культуры, инструменты или оружие. С появлением плавки и началом железного века важность железных метеоритов как ресурса уменьшилась, по крайней мере, в тех культурах, которые разработали эти методы. В Древнем Египте и других цивилизациях до железного века железо было так же ценно, как золото, поскольку и то, и другое было получено из метеоритов, например, метеоритного железного кинжала Тутанхамона . ^[13] Инуиты использовали метеорит Кейп-Йорк гораздо дольше. Сами железные метеориты иногда использовались в неизмененном виде в качестве предметов коллекционирования или даже религиозных символов (например, Клакамы поклонялись метеориту Уилламетт ). ^[14] Сегодня железные метеориты являются ценными предметами коллекционирования для академических учреждений и частных лиц. Некоторые из них также являются туристическими достопримечательностями, как в случае с метеоритом Хоба .

Классификация

Используются две классификации: классическая структурная классификация и новая химическая классификация. ^[15]

Структурная классификация

Более старая структурная классификация основана на наличии или отсутствии узора Видманштеттена , который можно оценить по внешнему виду полированных сечений, протравленных кислотой. Это связано с относительным содержанием никеля по отношению к железу. Категории:

• Гексаэдриты (H): низкое содержание никеля, отсутствие видаманштеттеновского рисунка , могут присутствовать линии Неймана ;
• Октаэдриты (O): от среднего до высокого содержания никеля, узор Видманштеттена , наиболее распространенный класс. Их можно разделить по ширине ламелей камасита от самых грубых до самых тонких . ^[16]
  • Самая грубая (Ogg): ширина ламелей > 3,3 мм.
  • Грубая (Ог): ширина ламелей 1,3–3,3 мм.
  • Средний (Ом): ширина ламелей 0,5–1,3 мм.
  • Fine (Of): ширина ламелей 0,2–0,5 мм.
  • Finest (Выкл.): ширина ламелей < 0,2 мм.
  • Плессит (Opl): переходная структура между октаэдритами и атакситами ^[17].
• Атакситы (D): очень высокое содержание никеля, без видманштеттеновского рисунка , редко.

Химическая классификация

Новая схема химической классификации, основанная на пропорциях микроэлементов Ga , Ge и Ir , разделяет железные метеориты на классы, соответствующие различным родительским телам астероидов . ^[18] Эта классификация основана на диаграммах, на которых показано содержание никеля в зависимости от различных микроэлементов (например, Ga, Ge и Ir). Различные группы железных метеоритов отображаются в виде кластеров точек данных. ^{[2] [19]}

Первоначально таких групп было четыре, обозначенных римскими цифрами I, II, III, IV. Когда стало доступно больше химических данных, они были разделены, например, Группа IV была разделена на метеориты IVA и IVB. Даже позже некоторые группы снова объединились, когда были открыты промежуточные метеориты, например, IIIA и IIIB были объединены в метеориты IIIAB. ^[20]

В 2006 г. железные метеориты были разделены на 13 групп (одна для неклассифицированного железа): ^[2]

• IAB
  • IA: средние и крупные октаэдриты, 6,4–8,7% Ni, 55–100 ppm Ga, 190–520 ppm Ge, 0,6–5,5 ppm Ir, корреляция Ge-Ni отрицательная.
  • IB: Атакситы и средние октаэдриты, 8,7–25% Ni, 11–55 ppm Ga, 25–190 ppm Ge, 0,3–2 ppm Ir, корреляция Ge-Ni отрицательная.
• IC: 6,1–6,8% Ni. Концентрации Ni положительно коррелируют с As (4–9 мкг/г), Au (0,6–1,0 мкг/г) и P (0,17–0,40 %) и отрицательно коррелируют с Ga (54–42 мкг/г), Ir ( 9–0,07 мкг/г) и W (2,4–0,8 мкг/г).
• МИАБ
  • IIA: гексаэдриты, 5,3–5,7% Ni, 57–62 ppm Ga, 170–185 ppm Ge, 2–60 ppm Ir.
  • IIB: самые грубые октаэдриты, 5,7–6,4% Ni, 446–59 мкм Ga, 107–183 ppm Ge, 0,01–0,5 ppm Ir, корреляция Ge-Ni отрицательная.
• IIC: плесситовые октаэдриты, 9,3–11,5% Ni, 37–39 частей на миллион Ga, 88–114 частей на миллион Ge, 4–11 частей на миллион Ir, положительная корреляция Ge-Ni.
• IID: октаэдриты от мелкого до среднего, 9,8–11,3% Ni, 70–83 частей на миллион Ga, 82–98 частей на миллион Ge, 3,5–18 частей на миллион Ir, положительная корреляция Ge-Ni.
• IIE : октаэдриты различной крупности, 7,5–9,7% Ni, 21–28 ppm Ga, 60–75 ppm Ge, 1–8 ppm Ir, корреляция Ge-Ni отсутствует.
• IIIAB: средние октаэдриты, 7,1–10,5% Ni, 16–23 ppm Ga, 27–47 ppm Ge, 0,01–19 ppm Ir.
• IIICD : атакситы до мелких октаэдритов, 10–23% Ni, 1,5–27 частей на миллион Ga, 1,4–70 частей на миллион Ge, 0,02–0,55 частей на миллион Ir.
• IIIE: Крупные октаэдриты, 8,2–9,0% Ni, 17–19 ppm Ga, 3–37 ppm Ge, 0,05–6 ppm Ir, корреляция Ge-Ni отсутствует.
• IIIF: Октаэдриты от средних до крупных, 6,8–7,8% Ni, 6,3–7,2 частей на миллион Ga, 0,7–1,1 частей на миллион Ge, 1,3–7,9 частей на миллион Ir, корреляция Ge-Ni отсутствует.
• IVA: Мелкие октаэдриты, 7,4–9,4% Ni, 1,6–2,4 ppm Ga, 0,09–0,14 ppm Ge, 0,4–4 ppm Ir, корреляция Ge-Ni положительная.
• IVB : атакситы, 16–26% Ni, 0,17–0,27 частей на миллион Ga, 0,03–0,07 частей на миллион Ge, 13–38 частей на миллион Ir, корреляция Ge-Ni положительная.
• Несгруппированные метеориты. На самом деле это довольно большая коллекция (около 15% от общего числа) из более чем 100 метеоритов, которые не вписываются ни в один из вышеперечисленных более крупных классов и происходят примерно от 50 различных родительских тел.

В научной литературе обсуждаются дополнительные группы и групплеты:

• IIG : Гексаэдриты с крупным шрейберзитом . Метеоритное железо имеет низкую концентрацию никеля. ^[21]

Магматические и немагматические (примитивные) железа

Железные метеориты ранее были разделены на два класса: магматические железа и немагматические или примитивные железа. Сейчас это определение устарело.

Каменно-железные метеориты

Существуют также особые категории метеоритов смешанного состава, в которых сочетаются железные и «каменные» материалы.

• II) Каменно-железные метеориты.
  • Палласиты
    • Основная группа палласитов
    • Группа палласита Eagle Station
    • Группа пироксена-палласита
  • Группа мезосидерита

Галерея

• 
  Метеорит Хоба — самый крупный из известных железных метеоритов. Он лежит в Намибии и весит около 60 тонн.
• 
  Метеорит Уилламетт на выставке в Американском музее естественной истории . Он весит около 14 500 килограммов (32 000 фунтов). Это самый крупный метеорит, когда-либо найденный в США.
• 
  Метеорит Бендего весом 5360 кг (11600 фунтов) был найден в 1784 году и доставлен в 1888 году на его нынешнее место в Национальном музее Бразилии в Рио-де-Жанейро. Это самый крупный метеорит, когда-либо найденный в Бразилии.
• 
  Масса Отумпа, метеоритное железо весом 635 килограммов (1400 фунтов), из Кампо-дель-Сьело , выставленная в Музее естественной истории в Лондоне , найденная в 1783 году в Чако, Аргентина.
• 
  Отдельный метеорит весом 1,7 кг (3,7 фунта) из метеоритного дождя Сихотэ-Алинь 1947 года (самый крупный октаэдрит , класс IIAB). Ширина этого экземпляра составляет около 12 сантиметров (4,7 дюйма).
• 
  700-граммовый (25 унций) индивидуальный железный метеорит Чинга ( атаксит , класс IVB ). ^[22] Ширина этого экземпляра составляет около 9 сантиметров.
• 
  Фрагмент метеорита из метеорита Каньон Диабло шириной 90 мм.
• 
  Метеорит Гаваон: Год находки: 1836, Страна: Намибия, вес особи 3986 граммов. Этот экземпляр находится в частной коллекции метеоритов Говардита.
• 
  Метеорит Мурнпеови с регмаглиптами, напоминающими отпечатки пальцев, обнаружен на станции Мурнпеови в Южной Австралии в 1910 году.
• 
  Железный метеорит длиной 5 см и весом 77 грамм.

Смотрите также

• Глоссарий метеоритики
• Гращина метеорит
• Метеоритика

Рекомендации

1. Метеорит Таментит в базе данных Meteoritical Bulletin.
2. МК Вейсберг; Ти Джей Маккой, А. Н. Крот (2006). «Систематика и оценка классификаций метеоритов». В DS Lauretta; Х.И. Максуин-младший (ред.). Метеориты и ранняя Солнечная система II (PDF) . Тусон: Издательство Университета Аризоны. стр. 19–52. ISBN 978-0816525621. Проверено 15 декабря 2012 г.
3. Уоссон, Джон Т. (январь 2017 г.). «Образование немагматических железо-метеоритов группы IIE». Geochimica et Cosmochimica Acta . 197 : 396–416. Бибкод : 2017GeCoA.197..396W. дои : 10.1016/j.gca.2016.09.043.
4. «Метеорное железо - свойства и использование». www.tf.uni-kiel.de . Проверено 5 июня 2021 г.
5. Эмилиани, Чезаре (1992). Планета Земля: космология, геология и эволюция жизни и окружающей среды. Издательство Кембриджского университета. п. 152. ИСБН 978-0-521-40949-0.
6. Дэвид Дж. Дарлинг (2004). Универсальная книга астрономии: от галактики Андромеды до зоны избегания. Уайли. п. 260. ИСБН 978-0-471-26569-6.
7. Гольдштейн, Джозеф (октябрь 1967 г.). «Железные метеориты, их термическая история и родительские тела». Geochimica et Cosmochimica Acta . 31 (10): 1733–1770. Бибкод : 1967GeCoA..31.1733G. дои : 10.1016/0016-7037(67)90120-2.
8. Сахиджпал, С.; Сони, П.; Гаган, Г. (2007). «Численное моделирование дифференциации аккрецирующих планетезималей с использованием 26Al и 60Fe в качестве источников тепла». Метеоритика и планетология . 42 (9): 1529–1548. Бибкод : 2007M&PS...42.1529S. дои : 10.1111/j.1945-5100.2007.tb00589.x .
9. Гупта, Г.; Сахиджпал, С. (2010). «Дифференциация Весты и родительских тел других ахондритов». Дж. Геофиз. Рез. Планеты . 115 (Е8). Бибкод : 2010JGRE..115.8001G. дои : 10.1029/2009JE003525 .
10. Уоссон, JT (1969). Химическая классификация железных метеоритов — III. Гексаэдриты и другие виды железа с концентрацией германия от 80 до 200 частей на миллион. Geochimica et Cosmochimica Acta , 33 (7), 859–876.
11. Дж. Г. Берк, Космический мусор: метеориты в истории . Калифорнийский университет Press, 1986.
12. Дж. Т. Уоссон, Метеориты: классификация и свойства . Спрингер-Верлаг, 1974.
13. «Железо пришло из космоса до железного века». atlasobscura.com . 22 декабря 2017 года . Проверено 1 июня 2021 г.
14. «Метеориты в истории и религии» . Проверено 13 декабря 2012 г.
15. Вагн Ф. Бухвальд, Справочник по железным метеоритам . Калифорнийский университет Press, 1975.
16. Джеймс Х. Ширли, Родс Уитмор Фэйрбридж, Энциклопедия планетарных наук , Springer, 1997. ISBN 978-0-412-06951-2 
17. Geochimica et Cosmochimica Acta, Том 45, Ред. 9–12
18. Джон Т. Уоссон: Метеориты. Спрингер-Верлаг 1974.
19. Скотт, Эдвард РД; Уоссон, Джон Т. (1 января 1975 г.). «Классификация и свойства железных метеоритов». Обзоры геофизики . 13 (4): 527. Бибкод : 1975РвГСП..13..527С. дои : 10.1029/RG013i004p00527.
20. Максуин, Гарри Ю. (1999). Метеориты и их родительские планеты (Под ред.). Кембридж: Кембриджский университет. Нажимать. ISBN 978-0521587518.
21. Уоссон, Джон Т.; Чхве, Вон Хи (31 июля 2009 г.). «Железные метеориты IIG: вероятное образование в ядре IIAB». Geochimica et Cosmochimica Acta . 73 (16): 4879–4890. Бибкод : 2009GeCoA..73.4879W. дои : 10.1016/j.gca.2009.05.062.
22. Метеорит Чинга в базе данных Meteoritical Bulletin.

Внешние ссылки

• Статьи о метеоритах, включая обсуждения железных метеоритов, в журнале Planetary Science Research Discoveries.
• Изображения железного метеорита от Meteorites Australia