На сегодняшний день метеориты остаются единственным источником информации о ранней Солнечной системе. Чтобы лучше понять природу изменения физико-химических свойств метеоритного железа в космическом пространстве, российские ученые вместе с коллегами исследовали метеорит Чинге, который впервые был обнаружен в 1912 году. В результате проведения ударно-взрывного эксперимента в лабораторных условиях, они оценили значения давлений и температур (степень ударного метаморфизма), которые метеорит испытал в космическом пространстве. Оказалось, что метеорит был перемагничен и не сохранил информацию о магнитном поле родительского астероида.

Над научным проектом работали сотрудники лаборатории метеоритики и космохимии Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН совместно с российскими и зарубежными коллегами.

«Высокоскоростные коллизии (столкновения) между твердыми телами Солнечной системы — естественный процесс эволюции твердого вещества. В результате столкновений через метеоритное вещество проходят ударные волны, которые сопровождаются повышенными давлениями и температурами. Изучение ударного метаморфизма в метеоритах — это по сути изучение предыстории эволюции твердого вещества в нашей Солнечной системе. А изучение прошлого нашей Солнечной системы позволяет и прогнозировать будущее, в том числе и Земли», — прокомментировала доктор физико-математических наук, заместитель директора ГЕОХИ РАН Наталья Безаева.

Железные метеориты составляют порядка 5 % от всех известных на сегодняшний день метеоритов. Согласно современным представлениям они прилетают к нам из пояса астероидов и являются фрагментами ядер дифференцированных тел.

Для ударно-взрывного эксперимента был выбран фрагмент неокисленного «бесструктурного» метеорита-атаксита Чинге. Он известен в том числе и тем, что из него сделан железный Будда из Тибета («железный человек»). С 1912 года было собрано более сотни экземпляров (обломков) этого метеорита общей массой 184 кг (хранятся в коллекции метеоритов РАН); размеры фрагментов разные: от нескольких сантиметров до десятков сантиметров. Кратера этот метеорит не оставил.

Для оценки степени ударного метаморфизма, который метеорит приобрел в космическом пространстве, ученые провели сферический ударно-взрывной эксперимент — из метеорита был изготовлен шар диаметром 57 мм, который был подвергнут воздействию ударной волны, сходящейся к центру: Чинге оказался под воздействием сверхвысоких давлений и температур в лабораторных условиях (> 100 ГПа (Гигапаскалей) и несколько тысяч градусов в центре шара) без загрязнения образца продуктами взрыва. Такие эксперименты в лабораторных условиях на метеоритах и аналогах представляют собой один из способов изучения процессов ударного метаморфизма в Солнечной системе и их последствий для внеземного вещества.

«Исследование образцов метеорита Чинге после взрыва выявило образование трех концентрических зон шока, которые испытали разные давления и температуры в диапазоне от 30 до > 100 ГПа и от 250 до > 1000 °С, с характерными признаками ударного метаморфизма, такими как микротрещины, пластические деформации и полосы скольжения, прожилки и карманы гомогенного металла (расплава), распространенность которых уменьшается с уменьшением ударно-индуцированных давлений и температур от центра к периферии образца. Полосы скольжения — типичные для железных метеоритов маркеры мощного ударного воздействия — в лабораторных условиях воспроизведены впервые», — добавила Наталья Безаева.

Основными носителями магнитных свойств метеорита Чинге оказались минералы камасит и тетратэнит (сплавы железа с никелем). Ввиду своих физико-химических особенностей метеорит является магнитомягким: он легко перемагничивается, что не дало ему возможности сохранить информацию о его магнитной предыстории — магнитных полях родительского астероида во время его образования или во время перемагничивания в результате столкновений с другими телами в космическом пространстве. При этом метеорит Чинге после своего формирования в космическом пространстве не испытывал давлений > 30 ГПа и температур > 550 °С, о чем свидетельствует отсутствие в исходном метеорите полос скольжения и наличие в его составе небольшого количества тетратэнита соответственно.

Исследование проведено при финансовой поддержке Минобрнауки России. Результаты опубликованы в сборнике статей международного издательства.

Источник: Минобрнауки России.