Klasifikacija meteoritov

 

O meteoritih sem sicer pisal že večkrat. Nikoli pa še nisem predstavil kako meteorite klasificiramo. Za ta blog sem moral prepotovati skorajda cel svet, da sem našel (in posnel) primerke meteoritov vseh različnih tipov.

Meteoriti se najprej delijo na padce in najdbe. Padci so tisti meteoriti, pri katerih je bil padec opazovan, najdbe pa so tisti meteoriti katerih padec na Zemljo ni bil opazovan oz. zabeležen. Po podatkih iz spletne baze podatkov vseh doslej znanih meteoritov The Meteoritical Society je trenutno (november 2016) znanih 55274 meteoritov.  In od tega je le 1147 padcev, kar predstavlja le 2 % vseh znanih meteoritov. Od vseh znanih meteoritov je kamnitih meteoritov (skupno padcev in najdb) daleč največ (95,6 %), medtem ko je železovih meteoritov 3,8 % in kamnito-železovih le 0,5 %. Za preostale najdbe (0,1 %) pa bodisi ni nedvoumno dokazano, da gre za prave meteorite, bodisi niso še klasificirane.

Klasifikacijska shema meteoritov.JPG
Klasifikacijska shema meteoritov

V osnovi se meteoriti delijo na diferencirane in nediferencirane meteorite. Diferencirani meteoriti so tisti, ki izvirajo iz diferenciranih starševskih teles (npr. asteroidov in planetoidov). Pojem “diferencirani” pomeni da so bila starševska telesa meteoritov iz različnih razlogov razdeljena na več slojev – podobno kot je Zemlja razdeljena na skorjo, jedro in plašč. Iz vsakega od teh različnih slojev starševskega telesa, pa izvirajo različni razredi in skupine meteoritov.

Med diferencirane meteorite sodijo naslednji razredi meteoritov: železovi meteoriti, ahondriti in kamnito-železovi meteoriti. Železovi meteoriti naj bi predstavljali jedra starševskih teles. V prvem približku bi lahko rekli da tako nekako zgleda Zemljino notranj jedro. Železove meteorite klasificiramo glede na vsebnost niklja, galija in germanija v podskupine IA, IIA, IIB, IIIA, III in IVA .

 

Poleg kemijske klasifikacije pa obstaja tudi teksturna klasifikacija po kateri delimo železove meteorite na oktaedrite (O), heksaedrite (H) in ataksite (D). Oktaedriti so zgrajeni iz mineralov kamacita in taenita, ki sta zraščeni v obliki okteadra, kar če jih preprežemo in jedkamo daje značilne widmanstättenove črte. Primer takega meteorita je meteorit Javorje. Heksaedriti so zgrajeni skorajda izključno iz kamacita, ki raste v obliki kocke (heksaedra). Če preprežemo in jedkamo heksaedrit se pokažejo vzporedne neumannove črte. Tak slovenski meteorit je Avški meteorit. Zadnja podskupina železovih meteoritov so ataksiti, ki so sestavljeni predvsem iz taenita in po jedkanju ne pokažejo nobene teksture. Slovenskega predstavnika ataksitov (še) nimamo, je pa Hoba – največjo znani meteorit na Zemlji- ataksit.

Ahondriti so redek razred meteoritov, ki pa je razdeljen v številčno množico skupin meteoritov: aubriti, ureliti, angriti, HED in pa Lunini in Marsovski meteoriti. Aubriti so ahondriti, ki jih sestavlja predvsem mineral enstatit in so na nek način ekvivalent enstatitovim hondritom. Ureiliti so meteoriti, za katere je značilna nenavadno vsebnost ogljika, tudi v obliki nanodiamantov. Najbolj znan predstavnik je meteorit Almahata Sitta, ki je ostanek asteroida 2008 TC 3, za katerega so kot prvega vnaprej napovedali padec na Zemljo (to se je zgodilo avgusta 2008).

Angriti so meteoriti z nenavadno visoko poroznostjo ter so večinoma sestavljeni iz minerala avgita-gre za bazaltno kamnino. Podskupina HED meteoritov nosi ime za tri tipe meteoritov: howardite, eucrite in diogenite. HED meteoriti so po sestavi najbolj podobni diferenciranim Zemeljskim magmatskim kamninam. Pogosto gre to za brečizirane meteorite, ki se delijo na polimiktne breče (sestavljeni iz enega tipa klastov) in monomiktne breče (sestavljene iz enega tipa klastov).

Marsovski in Lunini meteoriti so meteoriti za katere so z izotopsko sestavo kisika dokazali izvor iz površja Lune oz. Marsa. Lunini meteoriti s delijo na bazaltne breče z Lunarnih morij, in na anortozitne breče z Luninih višavij.

Enako kot poznamo več  tipov Luninih meteoritov, poznamo tudi več tipov Marsovskih meteoritov – in sicer shergottite, nakhlite in chassgynite – znane tudi pod skupnim imenom SNC.

Poleg teh treh tipov Marsovski meteorit poznamo še meteorit ALH 84001, ki je tako drugačen od ostalih, da si ji zaslužil kar svojo skupino meteoritov.  Gre za  1.93 kg težak meteorit, ki so ga leta 1984 našli na Antarktiki. Uporaba stabilnih in radioaktivnih izotopov je bila ključen faktor pri raziskavah tega meteorita. Najprej so znanstveniki meteorit uvrstili med diogenite. Šele leta 1993 pa so ugotovili da najverjetneje spada med SNC (Marsovske meteorite). Kasnejše študije so pokazale da ne spada v nobeno izmed SNC skupin meteoritov, in so ga uvrstili v povsem svojo skupino Marsovskih meteoritov.  Leta 1996  so znanstveniki  McKay, Everett in Gibson v reviji Science objavili članek v katerem so navedli dokaza za obstoj Marsovskih fosilnih bakterij v meteoritu. Šlo je za mikroskopsko majhne, fosilnim bakterijam podobne strukture, znotraj karbonatnih struktur v meteoritu. Ta novica je sprožila veliko vznemirjenja tako v znanosti, kot tudi v javnosti, čemur so sledile zelo podrobne izotopske raziskave meteorita.

Izkazalo se je da je ALH 84001 kristaliziral iz taline v Marsovski skorji pred 4.4 milijarde leti. Udarni val, kot posledica trka velikega asteroida, je pred 3.8 – 4.0 milijarde leti povzročil in situ razpoke na ALH 84001. Sledilo je obdobje v katerem je bil ALH 84001 izpostavljen vodnemu okolju, najverjetneje je bil potopljen v vodo celo večkrat. Ta voda je bila nasičena s CO2- glavno komponento Marsove atmosfere. Pred 16 milijoni let je trk asteroida izstrelil ALH 84001 v vesolje. ALH 84001 je 16 milijonov let krožil po Osončju, sčasoma ga je zaneslo v notranje predele osončja, kjer se je njegova orbita sekala s Zemljino. Pred 13000 leti pa je padel na Antarktiko, kjer je ostal zmrznjen v ledu, preden ga je 27. 12. 1984 našel Robert Score iz Ameriškega programa Antarctic Meteorite Recovery Team. Omenjeni časi so bili določeni na podlagi radiometričnega datiranja s samarij-neodimom (Sm-Nd), rubidij-stroncijem (Rb-Sr), kalij-argonom (K-Ar) in radiokarbonskim datiranjem (14C). Šele pred kratkim pa je postalo jasno, da je šlo za lažen alarm. Strukture, ki spominjajo na bakterije so le “optična” prevara.

Zadnji razred nedifrenciranih meteoritov so kamnito-železovi meteoriti. Med kamnito železove meteorite prištevamo meteorite, ki so sestavljeni tako iz kovinskih mineralov, kot tudi iz silikatnih mineralov. Ti meteoriti naj bi predstavljali mejo med železnim jedrom starševskih teles in silikatno skorjo. Poznamo dve skupine kamnito-železovih meteoritov: palazite in mezosiderite. Palaziti so meteoriti, ki so sestavljeni iz kovinskih mineralov z widmanstättenovo strukturo ter iz evhedralnih (lepo oblikovanih) kristalov olivina.  Če te meteorite prerežemo, prozorni kristali olivina zasijejo kot dragulji. Zato ti meteoriti dosegajo zelo visoko ceno.

Mezosideriti so brečirani meteoriti, ki jih sestavljajo železovo-nikljevi minerali ter silikati olivin, piroksen ter s kalcijem bogat glinenec. Za njih je značilno, da železovi minerali med vsemi meteoriti vsebujejo največji delež niklja.

img_2910
Mezosideriti v zbirki Naravoslovnega muzeja na Dunaju

Na povsem drugi strani klasifikacijskega drevesa meteoritov poznamo nediferencirane meteorite. Gre za meteorite, ki izvirajo iz starševskih teles, ki pred svojim razpadom niso bila razdeljena na ostro ločene plasti.

K nediferenciranim meteoritom sodijo vsi hondriti. Hondriti so kamniti meteoriti, ki so sestavljeni iz drobnih sferičnih struktur imenovanih hondrule, med tem ko so ahondriti, kamniti meteoriti brez hondrul. Hondrite delimo na tri osnovne skupine: navadne hondrite (OC), enstatitove hondrite (E) in pa na ogljikove hondrite (C).

Navadni hondriti (OC) so daleč najbolj pogosta skupina meteoritov. Okoli 87 % meteoritov, ki pade na Zemljo je navadnih hondritov. Glede na vsebnost železa se hondriti delijo na H, L in LL hondrite  oz. hondrite z visoko, nizko in zelo nizko vsebnostjo železa. Presenetljivo količina železa določa tudi velikost hondrul. Meteoriti, ki imajo manj železa imajo v povprečju večje hondrule. V Sloveniji smo našli meteorit Jezersko, ki je H hondrit in Jesenice, ki je L hondrit.

Enstatitovi hondriti (E) so precej redkejši meteoriti, ki so sestavljeni skorajda izključno iz minerala enstatita. Delijo pa se podobno kot navadni hondriti na enstatitove meteorite z visoko vsebnostjo železa (EH) in z nizko vsebnostjo železa (EL).

Zadnja skupina hondritov so ogljikovi hondriti (C). Mogoče gre to za celo najbolj zanimivo in ranzoliko skupino hondritov. Znanih je 8 podskupin ogljikovih hondritov (CI, CM, CO, CR, CH, CB, CK, in CV), ki se razlikujejo po petroloških, mineraloških in geokemičnih značilnostih. Za ogljikove hondrite je značilno tudi to da vsebujejo tudi nekaj odstotkov kemično vezane vode. Izvor nekaterih tipov ogljikovih hondritov gre verjetno iskati v kometih.

Poleg zgoraj naštetih treh osnovnih skupin hondritov obstajata še dve skupini meteoritov – rumurutiti (R) in pa kakangariti (K) – ki pa so oboji izjemno redki meteorit, s po le nekaj znanimi primerki.

Poglavje zase so še t.i. primitivni ahondriti, ki so po kemijski in mineraloški sestavi podobni hondritom, a ne vsebujejo hondrul. Zato v klasifikacijskem drevesu ležijo med ahondriti in hondriti. K primitivnim ahondritom spadajo naslednji podskupine meteoritov:  brachniti, acapulciti, londraniti in winonaiti. Za brachnite je značilno da so zgrajeni skorajda izključno iz olivina. Od navadnih hondritov pa se ločijo po tem da nimajo hondrul. Acapulciti so po sestavi nekje med navadnimi hondriti z visoko vsebnostjo železa in enstatitovimi hondriti. Londranite gradita nizkokalcijski piroksen  ter olivin, kar ju dela podobne H hondritom. Winonaiti so po sestavi nekje med H in E hondriti. V nekaterih winonaitih so našli ostanke hondrul.

Nekateri meteoriti, še posebej pa to velja za hondrite, so po kemični sestavi praktično enaki, hkrati pa se že s prostim očesom bistveno razlikujejo. Zato je nastala potreba po petrološki klasifikaciji meteoritov, po kateri meteorite klasificiramo v šest osnovnih petroloških tipov. Pri tem upoštevamo 10 glavnih parametrov. Najbolj pomembna med njimi pa sta ali je bil meteorit v metamorfoziran v reakciji z vodo ali pa je bil termično metamorfoziran. Meteoriti, ki so doživeli višjo stopnjo termične metamorfoze so bili verjetno nekoč bližje središču starševskega telesa, kot tisti ki so utrpeli nižjo stopnjo termične metamorfoze. Vzrok za povišane temperature (do 950 °C), ki so metamorfozirale meteorite, je bil razpad radioaktivnih elementov v starševskem telesu (26Al, 40K, itd.,). Od kod je izvor vode, ki je “metamorfozirala” ogljikove hondrite še ni povsem pojasnjeno.

Poleg petrološkega tipa meteoritom določamo tudi stopnjo udarne metamorfoze. Meteorit so bili nekoč del starševskih teles, asteroidov, ki so se občasno z velikimi relativnimi hitrostmi trkali med seboj. Pri tem so nastale poškodbe v kristalih in teksturi meteoritov, kar lahko opazujemo še danes.  Na podlagi tega meteorite razvrščamo v šest skupin glede na napredujočo stopnjo udarne metamorfoze. Npr. meteoriti, ki so bili izpostavljeni tlaku do 5 GPa sodijo v skupino S1, tisti, ki pa so bili izpostavljeni tlaku nad 75 GPa pa v skupino S6. Podrobneje sem o tem pisal v blogu o meteoritu Jezersko.

Meteoriti so nastali v vesolju, kjer so precej drugačni pogoji, kot na Zemlji. Zato so t.i. fosilni meteoriti ena najredkejših vrst meteoritov.  To meteoriti (najdbe) vseh možnih razredov, ki so se po spletu okoliščin uspeli ohraniti milijone let, nekateri celo stotien milijonov let. Znani so celo primeri meteoritov, ki so jih našli v kamnolomu skupaj s foslinimi ostanki 470 milijonov let starih glavonožcev.

Upam da se vam s tem blogom uspel pojasniti zapleten sistem klasifikacije meteoritov,

Bojan Ambrožič

One comment

Submit a comment

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Komentirate prijavljeni s svojim WordPress.com računom. Odjava / Spremeni )

Twitter picture

Komentirate prijavljeni s svojim Twitter računom. Odjava / Spremeni )

Facebook photo

Komentirate prijavljeni s svojim Facebook računom. Odjava / Spremeni )

Google+ photo

Komentirate prijavljeni s svojim Google+ računom. Odjava / Spremeni )

Connecting to %s