Метеорити от геологичното минало

Преди около 470 милиона години е имало период, през който на Земята са падали необичайно много метеорити. Тези метеорити и досега лежат в пластовете седиментни скали, но в течение на изминалите милиони години са претърпели изменения, поради което се наричат фосилизирани метеорити (fossil meteorites).

Типично находище на такива фосилизирани метеорити има в кариерата Thorsberg в южна Швеция. Там варовиците от средния ордовик (на ~ 470 милиона години) съдържат необичайно голям брой изкопаеми метеорити: намерени са повече от 80 фрагмента с размери от ~1 до 20 cm на площ ~6000 m² , по данни от:
V.A.Alexeev, 2012, Origin of fossil meteorites from Ordovician limestone in Sweden

Всички минерали, от които първоначално са били изградени тези метеорити, с изключение само на минерала хромит - Fe(CrO₂)₂, са почти напълно заменени от карбонати и по-малко слоисти силикати, сулфати и фосфати по време на диагенезата, протичала когато метеоритите са се намирали във варовика.

Въз основа на химичния състав на зърната хромит, съотношението на кислородните изотопи в тях и петрографските данни, въпросните изкопаеми метеорити са класифицирани като L хондрити. Изследователите са стигнали до извода, че това са фрагменти от астероид, който е бил разтрошен след катастрофален сблъсък в космоса преди 470 ±6 милиона години.

Ордовикът в България

Като четох за тези изследвания, се сетих за един камък, който случайно съм си донесъл преди години от Западна Стара планина:

Тази скала изглежда се е образувала като алевролит. Сложната тектонска история се е отразила в белите жилки - запълнени пукнатини, които са ориентирани в различни посоки и даже на места се пресичат перпендикулярно една на друга. В белите жилки се виждат отделни дребни зърна гранат (?). 

Доколкото си спомням от къде съм го взел, този скален къс трябва да е от oрдовика - Грохотенска или Церецелска свита: описват ги като изградени от алевролити, кварцити и аргилити (на възраст среден-горен ордовик).

Дали тези скали в България са точно от интересния период през средния ордовик, когато са падали много метеорити ?
Разкриващите се в Западна Стара Планина, безобидни на пръв поглед, скали от ордовика са интересни от такава гледна точка.

Коментари

Fossil meteorites - това са изкопаеми метеорити, които са претърпели изменения на химичния си състав, като са запазили някои структурни и текстурни форми на своя строеж.
Процесът на заместване на един минерал с друг, при запазване на формата, е известен като псевдоморфозиране.
Процесът, при който фосилизираните метеорити са се изменили, прилича на процеса на образуване на вкаменелостите на живи същества. Но все пак, не изглежда подходящо да се казва "вкаменени метеорити" или "метеорити-вкаменелости", защото ще излезе, че един камък, какъвто е метеоритът, се е вкаменил.
Разбира се, може да има метеорити, които са изкопани на голяма дълбочина, стари са, но не са претърпели дълбоки изменения и поради това могат да се нарекат изкопаеми, но не фосилизирани метеорити.

В метеоритите често се съдържат минерали като хромит - Fe(CrO₂)₂, муасанит - SiC, диамант - C, които са много устойчиви и оцеляват даже при силно изменение или разрушаване на останалата маса. Тези устойчиви минерали могат да служат като индикатори при търсенето и разпознаването на изкопаеми метеорити и импактни кратери.
Още по тази тема:
Диамант
Разпознаване на импактни кратери

Малки метеорити

Метеоритите с малки размери също могат да бъдат интересни. С развитието на научните инструменти става възможно да се правят важни изследвания на все по-малки образци. Малките метеорити са обект на интерес и за колекционерите.

Отделих списък на някои от най-малките метеорити в базата данни на IMCA Encyclopedia of Meteorites:
http://www.encyclopedia-of-meteorites.com/meteorites.aspx .
Това са метеорити с тегло само от 0.5 до 17 грама, но някои от тях са от много интересни редки класове.

В следващата извадка от базата данни за всеки метеорит е дадено официалното име, мястото, където е намерен, годината, класа, към който е отнесен и теглото (броят на жълтите кръгчета означава степента на интересност според моите представи).

1. ○○○○○Cuddeback Dry Lake 006, United States, 2000, H6, 0.5g
Каменен метеорит с тегло само 0.5g. Обикновен хондрит от група H, петрологичен тип 6. Такива метеорити се намират най-често. Снимка на метеорита:
http://www.lpi.usra.edu/meteor/get_original_photo.php?recno=5628612

2. ●○○○○LaPaz Icefield 02430, Antarctica, 2002, L6, 1.3g
Каменен метеорит с размери 1.0 x 0.75 x 0.5 cm и тегло 1.3g. Обикновен хондрит от група L, петрологичен тип 6, богат на метал. Снимка на метеорита:
http://www.lpi.usra.edu/meteor/get_original_photo.php?recno=5630510

3. ●●●●○Elephant Moraine 96005, Antarctica, 1996, CM2, 1.36g
Въглероден хондрит от група CM, петрологичен тип 2. Това е малък метеорит с тегло 1.36 g и размери 4.5 x 3.5 x 2.5 cm. Въглеродните хондрити са каменни метеорити с малка плътност, в които обикновено няма метал. Интересни са с това, че съдържат много органични вещества и в тях може да се търсят прояви на извънземен живот. Снимка на метеорита:
http://curator.jsc.nasa.gov/antmet/amn/amnfeb98/EET96006.HTM

4. ●○○○○El Mirage Dry Lake 001, United States, 2000, H5, 1.5g
"El Mirage Dry Lake" трябва да означава нещо като "Сухото езеро на миража". Това е още един обикновен хондрит, но има хубава снимка:
http://www.lpi.usra.edu/meteor/get_original_photo.php?recno=5629492

5. ●●●○○LaPaz Icefield 031381, Antarctica, 2003, Diogenite, 1.89g
Каменен метеорит - ахондрит от групата на диогенитите (оливинов). Ахондритите се намират много по-рядко от другите метеорити. Снимка на метеорита:
http://www.lpi.usra.edu/meteor/get_original_photo.php?recno=5630519

6. ●●●●○LaPaz Icefield 02422, Antarctica, 2002, CM1, 1.99g
Още един въглероден хондрит с размери само 1.5 x 1.0 x 1.25 cm. Снимка на метеорита:
http://www.lpi.usra.edu/meteor/get_original_photo.php?recno=5630508

7. ●●●●●Dhofar 308, Oman, 2001, Lunar (anorth), 2g
Малък (2g) лунен метеорит с предимно анортозитов състав. Много рядък клас. Снимка на срязаната повърхност на метеорита:
http://www.lpi.usra.edu/meteor/get_original_photo.php?recno=5629253

8. ●●●●●Dhofar 302, Oman, 2001, Lunar (anorth), 3.83g
Друг лунен анортозитов метеорит, представляващ ударна брекча. Много рядък и интересен метеорит. Лунните материци се състоят от светли скали с анортозитов състав и плътност около 2.9 g/cm³. Снимка на срез на метеорита (виждат се характерните ръбести отломки от скали във вътрешността му):
http://www.lpi.usra.edu/meteor/get_original_photo.php?recno=5629242

9. ●●●○○Bluewing 001, United States, 2000, Eucrite-mmict, 6.1g
Ахондрит от групата на евкритите, представляващ мономиктова брекча. От всички каменни метеорити евкритите са най-близки до земните вулкански скали. Също много рядък и интересен каменен метеорит, макар и с тегло само 6.1g. Снимка на метеорита:
http://www.lpi.usra.edu/meteor/get_original_photo.php?recno=5628243

10. ●●●●●Dar al Gani 876, Libya, 1998, Martian (shergottite), 6.2g
Марсиански метеорит тип базалтов шерготит. Изключително високо ценен и рядък тип метеорити. Снимка на метеорита:
http://www.lpi.usra.edu/meteor/get_original_photo.php?recno=5629011

11. ●●○○○Bethlehem, United States, 1859, H, 13.9g
Падането на този метеорит (обикновен хондрит) е наблюдавано през 1859 година. Снимка на метеорита:
http://www.lpi.usra.edu/meteor/get_original_photo.php?recno=5628200

12. ○○○○○Coyote Dry Lake 230, United States, 2004, H6, 16.36g
"Coyote Dry Lake" означава нещо като "Пресъхналото езеро на койота". Обикновен хондрит. Снимка на метеорита:
http://www.lpi.usra.edu/meteor/get_original_photo.php?recno=5632500

Името на метеорита говори за мястото, където е намерен (например Elephant Moraine - Antarctica). Много от метеоритите са намерени на места, които са открити, равни, сухи, пустинни, без човешка дейност. Там каквото падне се вижда и си стои (натрупва се).

В България няма чак такива "благодатни" места за търсене на метеорити, но все пак метеоритите падат навсякъде (статистически равномерно), а малките метеорити са много повече на брой от големите ...

Радиоактивност на метеорит

Естествената радиоактивност на скалите се дължи главно на съдържащите се в тях уран, торий и калий. Съдържанието на уран и торий в метеоритите е много малко. Например, каменните метеорити - хондрити съдържат около 230 пъти по-малко уран и около 450 пъти по-малко торий от земните гранити.
В хондритите има неголямо количество калий (0.085% тегл.), който със своя нестабилен изотоп Калий-40 дава основния дял от тяхната радиоактивност.

Като правило, радиоактивността на метеоритите е значително по-малка от радиоактивността на земните скали.

На форума на руското общество на любителите на метеорити (РОЛМ) срещнах конкретни данни за радиоактивността на един метеорит. Участникът във форума, нарекъл се Андрей Александрович, свидетел на челябинския болид, намира в зоната на падане на отломъците къс, който на снимката, която дава, изглежда като обикновен хондрит. Авторът на находката съобщава резултатите от своите измервания:

Гама фон на обикновения хондрит Chelyabinsk: 18 μR/h

Метеоритът вече е регистриран (на 18 Март 2013г.) с официалното име Chelyabinsk и следните данни.

•  Наблюдавано падане: 15 Февруари 2013; 3:22 UT
•  Място на падане: 54°49’N, 61°07’E; Челябинска област, Русия.
•  Маса: > 100 kg
•  Класифициран като: обикновен хондрит LL5.

Начално разпознаване на метеорити

От всички видове метеорити най-често се намират железните и каменните метеорити - обикновени хондрити. Метеоритите имат характерен външен вид, който се получава в резултат от разтопяването на повърхността им (но не вътрешността) при полета с голяма скорост през атмосферата.

По своя състав и строеж метеоритите се отличават от земните скали.
Железните метеорити са изградени от желязо, съдържащо никел (от 4% до над 25%) и притежават едрокристална структура, получена при изключително бавно охлаждане.
Каменните метеорити - обикновени хондрити съдържат в основната си каменна маса железни зърна, а също и малки сферични образувания, наречени хондри.

Има много описания на метеорити и тестове за разпознаването им, но те често са сложни за използване. Оформих една минимална последователност от правила за разпознаване на железните и най-често срещаните каменни метеорити. Правилата са следните.

Типичният железен метеорит:

1. Отвън е черен или ръждив.

2. Силно се лепи към магнит.

3. Отвътре представлява плътен сребрист метал (FeNi).

4. По повърхността си има едри, плитки, овални вдлъбнатини (наречени регмаглипти).

   Широчината на тези вдлъбнатини (регмаглипти) е такава, че на една страна на метеорита могат да се наредят в редица примерно 10 от тях.

Типичният каменен метеорит:

1. Отвън е черен или кафяв. 

2. Отвътре представлява камък, съдържащ сребристи метални частици и/или ръждиви петна.  

3. Обвит е от всички страни с тънка кора, по-тъмна в сравнение с вътрешността (разтопявана кора).

   Дебелината на тази разтопявана кора е около 1 mm.

Описаните правила служат за първоначално насочване в разпознаването на метеорити. По-нататък може да се наложи да се използват по-сложни методи за изследване, ако трябва да се докаже със сигурност, че това е метеорит.

Освен описаните, най-често срещани железни и каменни метеорити, са намерени и много други видове метеорити, които изглеждат по различен начин, но те се срещат много рядко.
Например:
Seymchan (Pallasite, PMG)
Cachari (Eucrite-mmict)

Разпознаване на кварц

Когато кварцовият кристал е в естественото си кристалографско остеняване, той се разпознава лесно по характерните за него форми и щриховка върху стените, а когато е в предмети, може да бъде разпознат по характерните оптични свойства, като например двулома.

Кварцовият кристал има свойството да раздвоява образите на предметите, когато се гледа през него. Това свойство може да се използва за различаване на кристална топка от стъклена топка например. Стъклото е оптически изотропно и по принцип не раздвоява образите.

Методът е следния:

1. Работим на силно осветление.
2. Поставяме блестяща игличка върху тъмен плат.
3. Слагаме кристалната топка върху игличката.
4. Гледаме игличката през кристалната топка.
5. Въртим кристалната топка в различни посоки, докато образът на игличката се раздвои. 

Ако образът наистина се раздвоява, значи топката не е от стъкло, а от кристал.
Този оптичен ефект е видим с невъоръжено око даже при малки кристални топки.

На горната снимка: кварцовата кристална топка, която използвах за наблюдаване на двулома.

На горната снимка: раздвоеният образ на игличката, гледана през кристалната топка. Двата образа на върха на игличката са отдалечени един от друг на разстояние, сравнимо с дебелината на игличката.

Поради анизотропната си структура, кварцовият кристал разделя всеки светлинен лъч на два лъча с различна поляризация на светлината (и различен коефициент на пречупване). На това се дължи раздвояването на образите.
Раздвояването (разстоянето между двата образа) е толкова по-голямо, колкото по-дълъг път изминава светлината в кристала. Значи, това оптично явление ще бъде толкова по-добре забележимо, колкото по-голям е кристалът. Разстоянието между двата светлинни лъча е строго определено, характерно за кварца и може да бъде оценено приблизително, като се сравни с дебелината на иглата.

Поради сферичната си форма, кристалната топка действа и като лупа, значително увеличавайки образите, които се виждат през нея. Това улеснява забелязването на раздвояването.
Кварцовият кристал има определени посоки, в които двуломът (раздвояването на светлинните лъчи) е най-голям. Затова въртим кристалната топка, докато попаднем на такава посока.

Всъщност, природният планински кристал, от който е изработен предметът, едва ли е единичен кварцов кристал. Обикновено това са интимно срастнали кристални индивиди, границите между които понякога могат да се разпознаят по разположението на дефектите вътре в кристала - онези воали и пера на течните включения, както и други особености на строежа.