В лаборатории метеоритики и космохимии Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН изучили магнитное поведение каменных метеоритов-хондритов под давлением. В эксперименте использовалось уникальное авторское оборудование отечественного производства – немагнитная камера высокого давления (Рис. 1). Установлено, что под воздействием гидростатических давлений до 1,8 ГПа обыкновенные хондриты способны сохранить от 50 до 99 % своего палеомагнитного сигнала (в зависимости от магнитной жёсткости образца). Таким образом, при некоторых условиях каменные метеориты можно рассматривать как достоверный источник информации о магнитных полях своих родительских тел (астероидов) в прошлом. Результаты опубликованы в журнале Geochemistry International (Bezaeva et al., 2022).

Геомагнитное поле является основой жизни на Земле: оно защищает Землю от воздействия опасной космической радиации. Информация о магнитных полях других тел Солнечной системы в прошлом важна как для понимания эволюции Солнечной системы, так и для возможного прогнозирования изменений геомагнитного поля. Единственным источником информации о магнитных полях в Солнечной системе в прошлом (так называемые палеомагнитные поля) являются метеориты. Благодаря входящим в их состав ферримагнитным минералам (например, Fe-Ni) метеориты обладают свойством «магнитной памяти», то есть, способностью запоминать информацию о магнитном поле своего родительского тела в момент своего образования. Однако, при коллизиях между твёрдыми телами Солнечной системы внеземное вещество испытывает воздействие динамических давлений, способных в некоторых случаях стереть или переписать палеомагнитный сигнал метеорита, тем самым обнулив его «магнитную память».

Целью настоящей работы было выявить чувствительность обыкновенных хондритов к воздействию давлений до 1,8 ГПа. При этом в лабораторном эксперименте вместо сложно калибруемых динамических давлений мы использовали точно калибруемые гидростатические давления (всестороннее сжатие в жидкой среде). Давление на образец создавалось при использовании специально изготовленной для эксперимента немагнитной композитной камеры высокого гидростатического давления (Рис. 1) из так называемого «русского сплава» (Ni₅₇Cr₄₀Al₃). Для экспериментов были отобрано девять образцов каменных метеоритов наиболее распространённого типа – обыкновенные хондриты (LL, L, и H), характеризующихся широким диапазоном значений остаточной коэрцитивной силы (от 5 до 400 млТл), отражающей магнитную жёсткость образцов.

Эксперименты показали, что при воздействии гидростатических давлений до 1,8 ГПа образцы теряют до 50 % изотермической остаточной намагниченности насыщения, причём эффект является необратимым: после снятия давления остаточная намагниченность не восстанавливается. Эффективность размагничивания давлением напрямую зависит от магнитной жёсткости образца: чем она выше, тем больший процент магнитного сигнала сохраняется.

Как известно, все каменные метеориты испытывали ударные воздействия разной степени интенсивности (часто значительно превышающие давления в настоящей работе). Поэтому с целью получения достоверной информации о палеомагнитных полях в поясе астероидов и корректной интерпретации палеомагнитного сигнала метеоритов следует учитывать магнитную жёсткость образцов и степень их ударного метаморфизма, а также возможное перемагничивание при высокоскоростных ударах. Магнитожёсткие обыкновенные хондриты с низкой или умеренной степенью ударного метаморфизма (например, S1) могут надежно сохранять информацию о магнитных полях в поясе астероидов в момент своего образования или при катастрофических коллизиях.

Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России и РФФИ.

Источник: ГЕОХИ РАН.