Метеорит Альенде является крупнейшим углеродистым хондритом , когда-либо найденным на Земле . Огненный шар был замечен в 01:05 8 февраля 1969 года, когда он упал над мексиканским штатом Чиуауа . [ 1] После того, как он распался в атмосфере , были проведены обширные поиски частей, и было извлечено более 2 тонн (2,2 тонны). Наличие большого количества образцов научно важного класса хондритов позволило провести многочисленные исследования многим ученым; его часто называют «самым изученным метеоритом в истории». [2] Метеорит Альенде имеет обильные, крупные, богатые кальцием и алюминием включения (CAI), которые являются одними из старейших объектов, образованных в Солнечной системе .
Углеродистые хондриты составляют около 4 процентов всех метеоритов, падающих из космоса. До 1969 года класс углистых хондритов был известен по небольшому числу необычных метеоритов, таких как Orgueil , упавший во Франции в 1864 году. Метеориты, похожие на Allende, были известны, но многие из них были небольшими и плохо изученными. [3]
Считается, что оригинальный камень был размером примерно с автомобиль, летящий к Земле со скоростью более 10 миль (16 км) в секунду. Падение произошло ранним утром 8 февраля 1969 года. В 01:05 огромный, яркий огненный шар приблизился с юго-запада и осветил небо и землю на сотни миль. Он взорвался и распался, образовав тысячи кусков, покрытых коркой плавления. Это типично для падения крупных камней через атмосферу и происходит из-за внезапного тормозящего эффекта сопротивления воздуха. Падение произошло на севере Мексики, недалеко от деревни Пуэблито-де-Альенде в штате Чиуауа. Камни Альенде стали одними из самых широко распространенных метеоритов и предоставили большое количество материала для изучения, гораздо больше, чем все ранее известные падения углеродистых хондритов вместе взятые.
Камни были разбросаны по огромной площади — одно из крупнейших известных метеоритных полей . Это поле имеет размеры примерно 8 на 50 километров. Регион представляет собой пустыню, в основном ровную, с редкой или умеренно низкой растительностью. Сотни фрагментов метеорита были собраны вскоре после падения. Примерно 2 или 3 тонны образцов были собраны за период более 25 лет. Некоторые источники предполагают, что было извлечено еще большее количество (можно найти оценки до 5 тонн), но нет возможности сделать точную оценку. [a] Даже сегодня, более 50 лет спустя, образцы все еще иногда находят. Отдельные образцы Альенде с коркой плавления варьировались от 1 грамма (0,035 унции) до 110 килограммов (240 фунтов).
Альенде часто называют «самым изученным метеоритом в истории». Для этого есть несколько причин: Альенде упал в начале 1969 года, всего за несколько месяцев до того, как программа «Аполлон» должна была вернуть первые лунные камни . Это было время большого волнения и энергии среди планетологов. Область привлекала много новых работников, и лаборатории совершенствовались. В результате научное сообщество было немедленно готово к изучению нового метеорита. Ряд музеев начали экспедиции в Мексику для сбора образцов, включая Смитсоновский институт , и вместе они собрали сотни килограммов материала с CAIs . CAIs имеют возраст в миллиарды лет и помогают определить возраст Солнечной системы. CAIs имели очень необычный изотопный состав, причем многие из них отличались от земных, лунных и других метеоритов по широкому спектру изотопов. Эти «изотопные аномалии» содержат доказательства процессов, которые происходили в других звездах до образования Солнечной системы.
Альенде содержит хондры и CAIs, возраст которых оценивается в 4,567 миллиарда лет [6] , самые старые известные твердые тела, образовавшиеся в Солнечной системе (другие углеродистые хондриты также содержат их, а пресолярные зерна старше). CAIs на 30 миллионов лет старше Земли и на 193 (± 6) миллиона лет старше [7] самой старой известной породы на Земле , таким образом, метеорит Альенде раскрыл информацию об условиях, преобладавших во время раннего формирования Солнечной системы. Углистые хондриты, включая Альенде, являются самыми примитивными метеоритами и содержат самое примитивное известное вещество. Они подверглись наименьшему смешиванию и переплавке с ранних стадий формирования Солнечной системы. Из-за этого их возраст часто принимается за возраст Солнечной системы .
Метеорит образовался из туманной пыли и газа во время раннего формирования Солнечной системы. Это «каменный» метеорит, в отличие от «железа» или «каменного железа», двух других общих классов метеоритов. Большинство камней Альенде частично или полностью покрыты черной блестящей коркой, образовавшейся, когда камень спускался на большой скорости через атмосферу, падая на Землю из космоса, в результате чего внешняя часть камня становилась очень горячей, расплавляя ее и образуя стекловидную «кору плавления».
Если распилить камень Альенде на две части и отполировать поверхность, можно изучить внутреннюю структуру. Это показывает темную матрицу, заполненную миллиметровыми, более светлыми хондрами , крошечными каменными шариками, которые встречаются только в метеоритах, но не в земной породе (таким образом, это хондритовый метеорит). Также видны белые включения размером до нескольких см, имеющие форму от сферической до крайне неправильной или «амебоидной». Они известны как богатые кальцием и алюминием включения или «CAIs», так названные потому, что они в основном состоят из богатых кальцием и алюминием силикатных и оксидных минералов. Как и многие хондриты, Альенде является брекчией и содержит множество темноокрашенных обломков или «темных включений», которые имеют хондритовую структуру, отличную от остальной части метеорита. В отличие от многих других хондритов, Альенде почти полностью лишен металла Fe–Ni .
Матрица и хондры состоят из множества различных минералов, в основном оливина и пироксена . Альенде классифицируется как углеродистый хондрит CV3: химический состав, который богат тугоплавкими элементами, такими как кальций, алюминий и титан, и беден относительно летучими элементами, такими как натрий и калий, помещает его в группу CV, а отсутствие эффектов вторичного нагрева согласуется с петрологическим типом 3 (см. классификацию метеоритов ). Как и большинство углеродистых хондритов и все хондриты CV, Альенде обогащен изотопом кислорода кислородом - 16 по сравнению с менее распространенными изотопами, кислородом-17 и кислородом-18 . В июне 2012 года исследователи объявили об открытии другого включения, названного пангвитом , до сих пор неизвестного типа минерала диоксида титана. [8]
Было обнаружено небольшое количество углерода (включая графит и алмаз) и много органических соединений, включая аминокислоты, некоторые из которых неизвестны на Земле. Железо, в основном связанное, составляет около 24% метеорита. Неопубликованное подробное исследование в 2020 году предположительно идентифицировало железо и литийсодержащий белок внеземного происхождения, гемолитин , первое подобное открытие в метеорите. [9] [10]
Тщательное исследование хондр в 1971 году группой из Университета Кейс Вестерн Резерв выявило крошечные черные отметины, до 10 триллионов на квадратный сантиметр, которые отсутствовали в матрице и были интерпретированы как свидетельство радиационного повреждения. Похожие структуры были обнаружены в лунных базальтах , но не в их земном эквиваленте, который был бы экранирован от космической радиации атмосферой Земли и геомагнитным полем. Метеорит, по оценкам, состоял примерно из двух тонн твердой породы и пыли. Таким образом, похоже, что облучение хондр произошло после того, как они затвердели, но до холодной аккреции материи, которая имела место на ранних стадиях формирования Солнечной системы, когда родительский метеорит объединился. [11]
Анализ изотопов элементов кальция, бария и неодима в метеорите, проведенный в Калифорнийском технологическом институте в 1977 году, показал , что эти элементы произошли из какого-то источника за пределами ранних облаков газа и пыли, образовавших Солнечную систему. Это подтверждает теорию о том, что ударные волны от сверхновой — взрыва стареющей массивной звезды — вызвали или способствовали образованию Солнечной системы. В качестве дополнительных доказательств группа из Калифорнийского технологического института заявила, что метеорит содержал алюминий-26 , короткоживущий редкий изотоп алюминия. Это действует как «часы» на метеорите, датируя взрыв сверхновой с точностью менее чем за 2 миллиона лет до образования Солнечной системы. [12] Последующие исследования обнаружили изотопные соотношения криптона , ксенона , азота и некоторых других элементов, формы которых также неизвестны в Солнечной системе. Вывод, сделанный на основе многих исследований с похожими результатами, заключается в том, что в пресолярном диске было много веществ, которые были принесены в виде мелкой «пыли» из соседних звезд, включая новые, сверхновые и красные гиганты . Эти пятнышки сохраняются и по сей день в метеоритах, таких как Альенде, и известны как пресолярные зерна . [ необходима цитата ]
a. ^ Количество образцов и общий вес никогда не могут быть известны с уверенностью. Кларк и др. (1971) сообщили, что «было извлечено по крайней мере две тонны метеоритных камней». С момента публикации были найдены еще сотни. [13]