Железный метеорит

Метеорит, состоящий из сплава железа и никеля, называемый метеоритным железом.

Железные метеориты , также называемые сидеритами или железистыми метеоритами , представляют собой тип метеоритов , которые в основном состоят из железоникелевого сплава, известного как метеорное железо , которое обычно состоит из двух минеральных фаз: камасита и тэнита . Большинство железных метеоритов происходят из ядер планетезималей , ^[3] за исключением группы железных метеоритов IIE. ^[4]

Железо, обнаруженное в железных метеоритах, было одним из самых ранних источников пригодного для использования железа, доступных людям , благодаря ковкости и пластичности метеоритного железа ^[5] еще до развития плавки , ознаменовавшего начало железного века .

Происшествие

Хотя они довольно редки по сравнению с каменными метеоритами , составляя всего около 5,7% от засвидетельствованных падений, железные метеориты исторически были значительно перепредставлены в метеоритных коллекциях. ^[6] Это обусловлено несколькими факторами:

• Их легко распознать как необычные, в отличие от каменных метеоритов. Современные поиски метеоритов в пустынях и Антарктиде дают гораздо более репрезентативную выборку метеоритов в целом.
• Они гораздо более устойчивы к атмосферным воздействиям.
• Они имеют гораздо больше шансов выжить при входе в атмосферу и более устойчивы к возникающей абляции . Следовательно, они с большей вероятностью будут обнаружены в виде крупных кусков.
• Благодаря своему металлическому составу их можно обнаружить даже зарытыми в землю с помощью металлоискателя.

Поскольку они также плотнее каменных метеоритов, железные метеориты также составляют почти 90% массы всех известных метеоритов, около 500 тонн. ^[7] Все самые крупные известные метеориты относятся к этому типу, включая самый большой — метеорит Гоба .

Источник

Железные метеориты были связаны с астероидами M-типа , поскольку оба имеют схожие спектральные характеристики в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. Железные метеориты, как полагают, являются фрагментами ядер более крупных древних астероидов , которые были разрушены ударами. ^[8] Тепло, выделяющееся при радиоактивном распаде короткоживущих нуклидов ²⁶ Al и ⁶⁰ Fe, рассматривается как вероятная причина плавления и дифференциации их родительских тел в ранней Солнечной системе. ^{[9] [10]} Плавление, вызванное теплом ударов, является еще одной причиной плавления и дифференциации. ^[11] 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 не менее 50 отдельных родительских тел. Это означает, что когда-то в поясе астероидов было не менее такого количества крупных, дифференцированных астероидов — гораздо больше, чем сегодня.

Состав

Подавляющее большинство этих метеоритов состоит из FeNi-сплавов камасита и тэнита . Второстепенные минералы, когда встречаются, часто образуют округлые узелки троилита или графита , окруженные шрейберзитом и когенитом . Шрейберзит и троилит также встречаются в виде пластинчатых включений, которые проявляются на срезах в виде ламелей длиной в см и толщиной в мм. Пластины троилита называются ламелями Рейхенбаха . ^[12]

В химическом составе преобладают элементы Fe , Ni и Co , которые составляют более 95%. Ni присутствует всегда; его концентрация почти всегда превышает 5% и может достигать около 25%. ^[13] Значительный процент никеля может быть использован в полевых условиях для различения метеоритного железа от изделий из железа, изготовленных человеком, которые обычно содержат меньшее количество Ni, но этого недостаточно для доказательства метеоритного происхождения.

Использовать

Железные метеориты исторически использовались из-за метеоритного железа , которое выковывалось в культурные объекты, инструменты или оружие. С появлением плавки и началом железного века важность железных метеоритов как ресурса снизилась, по крайней мере, в тех культурах, которые разработали эти методы. В Древнем Египте и других цивилизациях до железного века железо было столь же ценным, как золото, поскольку и то, и другое происходило из метеоритов, например, метеоритный железный кинжал Тутанхамона . ^[14] Инуиты использовали метеорит Кейп-Йорк гораздо дольше. Сами железные метеориты иногда использовались в неизмененном виде в качестве предметов коллекционирования или даже религиозных символов (например, Клакамас поклонялись метеориту Вилламетт ). ^[15] Сегодня железные метеориты являются ценными предметами коллекционирования для академических учреждений и отдельных лиц. Некоторые из них также являются туристическими достопримечательностями, как в случае с метеоритом Хоба .

Классификация

Используются две классификации: классическая структурная классификация и более новая химическая классификация. ^[16]

Структурная классификация

Старая структурная классификация основана на наличии или отсутствии видманштеттеновой структуры , которую можно оценить по внешнему виду полированных поперечных сечений, протравленных кислотой. Это связано с относительным содержанием никеля по отношению к железу. Категории следующие:

• Гексаэдриты (H): низкое содержание никеля, отсутствие видаманштеттеновского узора , могут присутствовать линии Неймана ;
• Октаэдриты (O): среднее или высокое содержание никеля, видманштеттовые узоры , наиболее распространенный класс. Их можно дополнительно разделить на основе ширины камаситовых пластинок от самых крупных до самых мелких . ^[17]
  • Самый грубый (Ogg): ширина пластин > 3,3 мм
  • Грубая (Ог): ширина ламелей 1,3–3,3 мм.
  • Средний (Om): ширина пластин 0,5–1,3 мм
  • Тонкая (Of): ширина пластин 0,2–0,5 мм
  • Тончайшая (Выкл.): ширина пластин < 0,2 мм
  • Плесситовый (Opl): переходная структура между октаэдритами и атакситами ^[18]
• Атакситы (D): очень высокое содержание никеля, без видманштеттеновского рисунка , редко.

Химическая классификация

Новая схема химической классификации, основанная на пропорциях следовых элементов Ga , Ge и Ir, разделяет железные метеориты на классы, соответствующие различным родительским телам астероидов . ^[19] Эта классификация основана на диаграммах, которые отображают содержание никеля против различных следовых элементов (например, Ga, Ge и Ir). Различные группы железных метеоритов отображаются в виде кластеров точек данных. ^{[3] [20]}

Первоначально существовало четыре таких группы, обозначенные 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 были объединены снова, когда были обнаружены промежуточные метеориты, например, IIIA и IIIB были объединены в метеориты IIIAB. ^[21]

В 2006 году железные метеориты были классифицированы на 13 групп (одна для неклассифицированных железных метеоритов): ^[3]

• ИАБ
  • 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).
• ИИАБ
  • IIA: гексаэдриты, 5,3–5,7% Ni, 57–62 ppm Ga, 170–185 ppm Ge, 2–60 ppm Ir.
  • IIB: Крупнейшие октаэдриты, 5,7–6,4% Ni, 446–59 pm 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 ppm Ga, 88–114 ppm Ge, 4–11 ppm Ir, корреляция Ge-Ni положительная
• IID: От мелких до средних октаэдритов, 9,8–11,3%Ni, 70–83 ppm Ga, 82–98 ppm Ge, 3,5–18 ppm Ir, корреляция Ge-Ni положительная
• IIE : октаэдриты различной крупности, 7,5–9,7% Ni, 21–28 г/т Ga, 60–75 г/т Ge, 1–8 г/т 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 ppm Ga, 1,4–70 ppm Ge, 0,02–0,55 ppm 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 ppm Ga, 0,7–1,1 ppm Ge, 1,3–7,9 ppm Ir, корреляция Ge–Ni отсутствует
• IVA: тонкие 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 ppm Ga, 0,03–0,07 ppm Ge, 13–38 ppm 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 более крупных классов, перечисленных выше, и происходят примерно из 50 различных родительских тел.

В научной литературе обсуждаются дополнительные группы и групплеты:

• IIG : Гексаэдриты с грубым шрейберзитом . Метеорное железо имеет низкую концентрацию никеля. ^[22]

Магматические и немагматические (примитивные) железные руды

Железные метеориты ранее делились на два класса: магматические железные и немагматические или примитивные железные. Теперь это определение устарело.

Каменно-железные метеориты

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

• Каменно-железные метеориты
  • Палласиты
    • Основная группа палласитов
    • Палласитовая группа станции Игл
    • Пироксен Палласит групплет
  • Группа мезосидеритов

Галерея

• 
  Метеорит Хоба , самый большой известный железный метеорит. Он находится в Намибии и весит около 60 тонн.
• 
  Метеорит Уилламетт, экспонируемый в Американском музее естественной истории . Он весит около 14 500 килограммов (32 000 фунтов). Это самый большой метеорит, когда-либо найденный в Соединенных Штатах.
• 
  Метеорит Бендего , весом 5360 килограммов (11600 фунтов), был найден в 1784 году и доставлен в 1888 году на свое нынешнее местонахождение в Национальном музее Бразилии в Рио-де-Жанейро. Это самый большой метеорит, когда-либо найденный в Бразилии.
• 
  Масса Отумпа, метеоритное железо весом 635 килограммов (1400 фунтов) из Кампо-дель-Сьело , экспонируемая в Музее естественной истории в Лондоне , найденная в 1783 году в Чако, Аргентина.
• 
  1,7-килограммовый (3,7 фунта) отдельный метеорит из метеоритного дождя Сихотэ-Алинь 1947 года (крупнейший октаэдрит , класс IIAB). Этот образец имеет ширину около 12 сантиметров (4,7 дюйма).
• 
  700-граммовый (25 унций) отдельный железный метеорит Чинга ( Атаксит , класс IVB ). ^[23] Этот образец имеет ширину около 9 сантиметров.
• 
  Фрагмент метеорита из Каньона Дьябло, метеорит шириной 90 мм
• 
  Метеорит Гибеон : Год находки: 1836, Страна: Намибия, вес особи 3986 граммов. Этот экземпляр находится в частной коллекции метеоритов говардита .
• 
  Метеорит Мурнпеови с регмаглиптами, напоминающими отпечатки больших пальцев, обнаруженный на станции Мурнпеови в Южной Австралии в 1910 году.
• 
  Железный метеорит, длина 5 см, вес 77 граммов.

Смотрите также

• Глоссарий метеоритики
• Метеорит Хращина
• Метеоритика

Примечания

1. Первоначально метеорит Сеймчан считался железным метеоритом группы IIE, но после обнаружения новых фрагментов он был переклассифицирован как железо-каменный метеорит из основной группы паласситов. ^[2]

Ссылки

1. "Таментит". База данных метеоритного бюллетеня . Институт Луны и планет . 5 сентября 2024 г. Получено 11 сентября 2024 г.
2. van Niekerk, D.; et al. (август 2007 г.). "Seymchan: A Main Group Pallasite - Not an Iron Meteorite". Meteoritics & Planetary Science . 42 (S8): A154. doi :10.1111/j.1945-5100.2007.tb00601.x.
3. MK Weisberg; TJ McCoy, AN Krot (2006). "Систематика и оценка классификации метеоритов". В DS Lauretta; HY McSween, Jr. (ред.). Метеориты и ранняя Солнечная система II (PDF) . Тусон: Издательство Университета Аризоны. С. 19–52. ISBN 978-0816525621. Получено 15 декабря 2012 г.
4. Уоссон, Джон Т. (январь 2017 г.). «Формирование немагматической железной метеоритной группы IIE». Geochimica et Cosmochimica Acta . 197 : 396–416. Bibcode : 2017GeCoA.197..396W. doi : 10.1016/j.gca.2016.09.043.
5. "Метеоритное железо - свойства и использование". www.tf.uni-kiel.de . Получено 5 июня 2021 г. .
6. Эмилиани, Чезаре (1992). Планета Земля: космология, геология и эволюция жизни и окружающей среды. Cambridge University Press. стр. 152. ISBN 978-0-521-40949-0.
7. Дэвид Дж. Дарлинг (2004). Универсальная книга астрономии: от галактики Андромеды до зоны избегания. Wiley. стр. 260. ISBN 978-0-471-26569-6.
8. Голдштейн, Джозеф (октябрь 1967 г.). «Железные метеориты, их термическая история и родительские тела». Geochimica et Cosmochimica Acta . 31 (10): 1733–1770. Bibcode : 1967GeCoA..31.1733G. doi : 10.1016/0016-7037(67)90120-2.
9. Сахийпал, С.; Сони, П.; Гаган, Г. (2007). «Численное моделирование дифференциации аккрецирующих планетезималей с 26Al и 60Fe в качестве источников тепла». Метеоритика и планетарная наука . 42 (9): 1529–1548. Bibcode : 2007M&PS...42.1529S. doi : 10.1111/j.1945-5100.2007.tb00589.x .
10. Гупта, Г.; Сахиджпал, С. (2010). «Дифференциация Весты и родительских тел других ахондритов». J. Geophys. Res. Planets . 115 (E8). Bibcode : 2010JGRE..115.8001G. doi : 10.1029/2009JE003525 .
11. Wasson, JT (1969). Химическая классификация железных метеоритов — III. Гексаэдриты и другие железные метеориты с концентрацией германия от 80 до 200 ppm. Geochimica et Cosmochimica Acta , 33 (7), 859–876.
12. Дж. Г. Берк, Космический мусор: метеориты в истории . Издательство Калифорнийского университета, 1986.
13. Дж. Т. Уоссон, Метеориты: классификация и свойства . Springer-Verlag, 1974.
14. «Железо пришло из космоса до железного века». atlasobscura.com . 22 декабря 2017 г. . Получено 1 июня 2021 г. .
15. "Метеориты в истории и религии" . Получено 13 декабря 2012 г.
16. Вагн Ф. Бухвальд, Справочник по железным метеоритам . Издательство Калифорнийского университета, 1975.
17. Джеймс Х. Ширли, Родс Уитмор Фэрбридж, Энциклопедия планетарных наук , Springer, 1997. ISBN 978-0-412-06951-2 
18. Geochimica et Cosmochimica Acta, Том 45, Ред. 9–12
19. Джон Т. Уоссон: Метеориты. Springer-Verlag 1974.
20. Скотт, Эдвард РД; Уоссон, Джон Т. (1 января 1975 г.). «Классификация и свойства железных метеоритов». Обзоры геофизики . 13 (4): 527. Bibcode : 1975RvGSP..13..527S. doi : 10.1029/RG013i004p00527.
21. МакСуин, Гарри Й. (1999). Метеориты и их родительские планеты (ред. сек.). Кембридж: Cambridge Univ. Press. ISBN 978-0521587518.
22. Wasson, John T.; Choe, Won-Hie (31 июля 2009 г.). «Железные метеориты IIG: вероятное образование в ядре IIAB». Geochimica et Cosmochimica Acta . 73 (16): 4879–4890. Bibcode : 2009GeCoA..73.4879W. doi : 10.1016/j.gca.2009.05.062.
23. Метеорит Чинга ^{[ постоянная неработающая ссылка ]} в базе данных Meteoritical Bulletin.

Внешние ссылки

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