Сотрудники лаборатории метеоритики и космохимии Института геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ) им. В. И. Вернадского РАН провели исследование микрометеоритов на одном из ледниковых щитов архипелага Новая Земля (Рис. 1). Проводился отбор проб криоконита (зерна пород и минералов, облеченные в шубу из водорослей и цианобактерий), из которых выделялись микрометеориты путем отмывки от органической и глинистой компонент. Обнаружено присутствие всех основных типов микрометеоритов: космические сферулы, частично переплавленные и непереплавленные разности. Расчеты показали, что 25 кг криоконита содержат от 100 до 200 тысяч микрометеоритов, среди которых содержатся типы вещества, не представленные в метеоритных коллекциях, что дает практически неограниченные возможности для дальнейшей работы. Результаты опубликованы в юбилейном сборнике Advances in Geochemistry, Analytical Chemistry, and Planetary Sciences издательства Springer Nature (Badyukov, 2023).

Космическое вещество поступает на Землю в виде межпланетных пылевых частиц, микрометеоритов, метеоритов и астероидных тел. Последние, при падении, образуют взрывные кратеры, тогда как пылевые частицы микронных размеров плавно тормозятся в верхних слоях атмосферы. Микрометеориты – частицы размером от 30 мкм до 1–2 мм – более активно взаимодействуют с атмосферой на высотах 100–50 км и, соответственно, их торможение вследствие взаимодействия с молекулами и атомами воздуха вызывает более интенсивный нагрев. В большинстве случаев это приводит к их полному плавлению и частичному испарению, хотя значительная часть частиц испытывает частичное плавление или не несет его следов. В связи с этим выделяются три типа микрометеоритов – космические сферулы, испытавшие полное или практически полное плавление, шлаковидные или содержащие 40–70 % выживших минеральных зерен и непереплавленные микрометеориты. Общий поток микрометеоритов на Землю превышает поток метеоритов в 100 раз, а масса вещества, привносимая на Землю этими частицами (т. н. микрометеороиды) составляет около 20 000 тонн в год. Компоненты потока микрометеоритов резко отличаются от компонент потока метеоритов –  большинство микрометеоритов сложено веществом, отвечающим углистым хондритам, тогда как основной компонент потока метеоритов – обыкновенные хондриты. Следует учесть, что среди микрометеоритов можно найти частицы, сложенные материалом, отсутствующим в метеоритных коллекциях, поскольку все безатмосферные тела – астероиды и спутники планет – должны в той или иной мере «пылить». С другой стороны малый размер микрометеоритов не позволяет получить представление о макроскопических характеристиках их родительских тел – структуры, валовой химии и т. д. Следует отметить, что серьезное изучение микрометеоритов началось лишь в 80-е годы 20-го столетия, что связано с внедрением в повседневную практику использования сканирующих электронных микроскопов (СЭМ) и микрозонда.

В настоящее время микрометеориты собираются преимущественно на ледниках Антарктиды, хотя ледниковые щиты Арктики также дают такую возможность. Авторы работы проводили отбор криоконита на одном из таких ледниковых щитов на Новой Земле, где его северо-восточная часть представлена пассивным ледником.  Выход микрометеоритов составлял примерно 20 шт на 1 г отмытой фракции размером 0.15-0.25 мм. Отнесение к микрометеоритам частиц базировалось на таких критериях как следы полного или частичного плавления; состав, примерно соответствующий хондритовому; наличие Fe-Ni металла (если есть), присутствие тонкой магнетитовой каемки на непереплавленных микрометеоритах и ряд других. Отмечаются следы земного изменения от совсем слабых до умеренных, выражающиеся в основном в окислении металла и растворении зерен оливина на краях частиц. Среди выделенных микрометеоритов присутствуют все вышеотмеченные типы –  космические сферулы, частично переплавленные и непереплавленные разности. Особо следует отметить некоторые экзотические микрометеориты. К ним относятся микрометеориты, сложенные такими тугоплавкими минералами как благородная шпинель MgAl₂O₄, перовскитом CaTiO₃, анортитом CaAl₂Si₂O₈ и др. Отмечены микрометеориты с интерстициальными участками с графической структурой, состоящие из анортита и кремнезема, также были найдены эвкритовые микрометеориты, вероятно, происходящие из астероида Веста и другие интересные микрометеориты. Присутствуют также так называемые не переплавленные в атмосфере «среднезернистые» микрометеориты, сложенные червеобразными микрокристаллами оливина (Mg,Fe)SiO₄ в матрице из стекла. Для последних предполагаются их образование в результате высокоскоростного соударения космических тел и образования ударного расплава.

Исследования выполнены при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Источник: ГЕОХИ РАН.