Мікрометеорит

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Мікрометеорит є часточка породи що має неземне походження, зібрана на поверхні Землі та варіює в розмірі від 50 µm до 2 mm. Мікрометеорити є за своїм походженням мікрометеороїдами, які не згоріли в Земній атмосфері. Їхня різниця від метеоритів полягяє в маленькому розмірі, в їхній чисельній перевазі, різноманітності складу, будучи по походженню різновидом міжпланетного космічного пилу.[1] Мікрометеорити входять у земну атмосферу з великими швидкостями (щонайменше 11 км/с) та розігріваються через атмосферне тертя. Деякі мікрометеорити мають вагу між 10−9—10−4 г та є важливим джерелом надходження позаземної матерії, яка наявна на Землі на теперішній час[2]. Першим вжив термін «Мікрометеорит» Фред Лоуренс Віппл, як опис часточок розміром з пил, які досягли поверхні Землі[3].

Вступ

[ред. | ред. код]

Текстура та склад мікрометеоритів є варіабельною, в залежності від походження, ступенем розігрівання що залежить від кута входження в земну атмосферу та їхньої первинної швидкості. Вони явно відрізняються від нерозплавлених часточок та утримують первинний свій мінеральний склад, (Мал. 1 a, b), або частково розплавлений стан (Мал. 1 c, d) до повністю гладких сферул (Мал. 1 e, f, g, h, Мал. 2) де деякі з них втратили свою масу внаслідок випаровування (Мал. 1 i). Під час входження в атмосферу, сферули можуть перекристалізуватись, або навпаки, зберегти первинну кристалічну структуру. Наявність ядра, оточеного силікатною (склоподібною) оболонкою пояснюється різними температурами плавлення. Обплавлені сферули можуть таким чином містити мінерали (метали) включення захищені переплавленою оболонкою, що не є типовим для подрібненої в пісок породи земного походження. Мікрометеорити класифікують за складом і ступенем їхнього розігрівання (обплавлення)[4][5].

Мал 1. Поперечний переріз різних класів мікрометеоритів по вмісту та шліфуванню. Риски під зображеннями 50µm. Округлі сфери можуть бути переплавлені та мати як оригінальну так і рекристалізовану структуру. 
Мал 2. Зображення під світловим мікроскопом кам'яних космічних сферул.

Позаземні походження мікрометеоритів визначаються микроаналізами, які показують, що:

  • Метал, який вони містять подібний знайденому в метеоритах[6].
  • Деякі містять вюстит, високотемпературний оксид заліза, знайдений у розплавленій оболонці метеоритів[7].
  • Співвідношення в силікатних сполуках схоже до того, яке знаходять у метеоритах[8][9].
  • Надлишок космогенного (53Mn) у залізних сферулах, та космогенного берилію (10Be), алюмінію (26Al), та сонячного ізотопу неону (20Ne) у мікрометеоритах є позаземним[10][11].
  • Факти, такі як наявність надмірної кількості дейтерію в мікрометеоритах, говорять за те, що деякі з них мають походження не з сонячної системи, та можуть бути старшими за її вік[12][13].

Орієнтовно 30 000 ± 20 000 тонн на рік[2] космічного пилу потрапляє в верхні шари атмосфери, проте менше ніж 10 % (2700 ± 1400 тонн/рік) досягає поверхні у вигляді часточок[14]. Тим не менше, сумарна маса мінералів мікрометеоритів, які осаджуються, приблизно в 50 разів більша, ніж маса метеоритів, яка за оцінками становить приблизно 50 тонн/рік[15]. Велика кількість мікрометеоритів, що входить в земну атмосферу щороку (~1017 > 10 мкм) наводить на думку походження мікрометеоритів в пилоутворюючих космічних об'єктів, таких як астероїди, комети, фрагменти Місяця, Марса. Масове дослідження мікрометеоритів може характеризувати про кількісні показники, такі як річні об'єми седиментації, швидкостей входження в атмосферу, ефекти атмосферного тертя, тоді як індивідуальні вивчення мікрометеоритів дають інформацію про походження, природу вуглецю, амінокислот, та інформацію про включення, які мають вік старший за сонячну систему[16].

Місця збору

[ред. | ред. код]

Мікрометеорити були зібрані з глибоководних відкладень, осадових порід і полярних відкладень; нині вони збирають переважно з полярного льоду і снігу. Через їхню низьку концентрацію на поверхні Землі, мікрометеорити шукаються в середовищах, які концентрують їх окремо від земних частинок.

Океанічні осади

[ред. | ред. код]

Розплавлені мікрометеорити (космічні сферули) вперше були зібрані з глибоководних відкладень з 1873 по 1876 роки під час експедиції HMS Challenger. У 1891 році Мюррей та Ренард знайшли «дві групи [метеороїдів]» перша, чорні магнітні сферули без або з металевим ядром, друга, коричневі, без металевого ядра, з кристалічною структурою[17]. У 1883 році вони вважали, що знайдений матеріал був неземного походження, ввиду знахідження його далеко від можливих джерел часточок земного походження. Знайдені часточки також не були схожими на ті, які можна було знайти після виплавки металу в печах того часу, а також їхній нікель-залізний склад не нагадував самородне залізо в вулканічних породах. Сферули, які вони знаходили були в найбільших кількостях в повільно осідаючих породах — глинах, причому знайдені були нижче рівня карбонатної компенсації, що наводило на ймовірне метеоритне їхнє походження[18]. На додаток до сфер зі нікель-ферумними ядрами, деякі сфери понад 300 мкм містили також елементи платинової групи[19].

Після першого збору за часів HMS Challenger, космічні сферули були добуті з океанічних седиментів з проб ґрунту, стовбчикових зразків, виявлені магнітом[20][21].

Наземні осади

[ред. | ред. код]

Земні відкладення також містять мікрометеорити, вони знайдені були в зразках, що:

  • Мають низьку швидкість седиментації, наприклад, глина[22] та коралові відкладення[23][24].
  • Є легкорозчинними, як-от відкладення солей[25] та вапняку[26].
  • Відсортованими з пустельних[27] берегових пісків[7].

Аматори можуть знаходити мікрометеорити в місцях, де пил та бруд можуть збиратись та концентруватись, наприклад, в зливних ринвах з даху[28].

Полярні відкладення

[ред. | ред. код]
Відеоролик на сім хвилин, демонструючий збір мікрометеоритів з дна колодязя для питної води на південному полюсі.

Мікрометеорити, які збирались з полярних снігів, а саме для цього брались сніги в Гренландії мали меншу долю псування та вивітрювання — інтерстиціальне скло мало кращий стан збереження, окрім того, різноманітність мікрометеоритів була більш різноманітною, чим в земних та морських відкладеннях[4][29]. Окрім снігу, для досліджень також брався кріконіт[30][31][32], антарктичний синій лід[33], вітрові осади снігу[34][35][36], льодове покриття[37], дно водяного льодового колодязя[4][14], антарктичні осадові уловлювачі[38] та недавній антарктичний сніг[13].

Класифікація та походження мікрометеоритів

[ред. | ред. код]

Класифікація

[ред. | ред. код]

сучасна класифікація мікрометеоритів та метеоритів є складною, перегляд за 2007 рік якої виконано Krot та ін.[39], упорядковує метеоритну таксономію, віднесення метеоритів та мікрометеоритів до будь з якої з груп потребує встановлення елементарної, ізотопочної та текстурної характеристики[40].

Позаземні мікрометеорити

[ред. | ред. код]

Входження значної частки мікрометеоритів у поле інших небесних тіл є одним із факторів формування реголіту (планетарного/місяцевого ґрунту) на інших тілах сонячної системи. За оцінками, приблизні об'єми осаду на Марс становлять від 2700 до 59 000 тонн/рік, тобто, це 1 м товщини покриття Марса кожен мільярд років. Заміри з програми «Вікінг» показали, що марсіанський реголіт є сумішшю 60 % базальтової породи з 40 % часточок мікрометеоритного походження. Більш розріджена марсіанська атмосфера дає змогу вижити великим часточкам здебільшого незміненими. Поріг «виживання» мікрометеоритів через розріджену атмосферу для Марса становить від 60 до 1200-мкм у діаметрі без обплавлення[41].

Див. також

[ред. | ред. код]

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Brownlee, D. E.; Bates, B.; Schramm, L. (1997), The elemental composition of stony cosmic spherules, Meteoritics and Planetary Science, 32 (2): 157—175, Bibcode:1997M&PS...32..157B, doi:10.1111/j.1945-5100.1997.tb01257.x
  2. ↑ а б Love, S. G.; Brownlee, D. E. (1993), A direct measurement of the terrestrial mass accretion rate of cosmic dust, Science, 262 (5133): 550—553, Bibcode:1993Sci...262..550L, doi:10.1126/science.262.5133.550, PMID 17733236
  3. ↑ Whipple, Fred (1950), The Theory of Micro-Meteorites, Proceedings of the National Academy of Sciences, 36 (12): 687—695, Bibcode:1950PNAS...36..687W, doi:10.1073/pnas.36.12.687, PMC 1063272, PMID 16578350
  4. ↑ а б в Taylor, S.; Lever, J. H.; Harvey, R. P. (2000), Numbers, Types and Compositions of an Unbiased Collection of Cosmic Spherules, Meteoritics & Planetary Science, 35 (4): 651—666, Bibcode:2000M&PS...35..651T, doi:10.1111/j.1945-5100.2000.tb01450.x
  5. ↑ Genge, M. J.; Engrand, C.; Gounelle, M.; Taylor, S. (2008), The Classification of Micrometeorites, Meteoritics and Planetary Sciences, 43 (3): 497—515, Bibcode:2008M&PS...43..497G, doi:10.1111/j.1945-5100.2008.tb00668.x
  6. ↑ Smales, A. A.; Mapper, D.; Wood, A. J. (1958), Radioactivation analysis of "cosmic" and other magnetic spherules, Geochimica et Cosmochimica Acta, 13 (2–3): 123—126, Bibcode:1958GeCoA..13..123S, doi:10.1016/0016-7037(58)90043-7
  7. ↑ а б Marvin, U. B.; Marvin, M. T. (1967), Black, Magnetic Spherules from Pleistocene and Recent beach sands, Geochimica et Cosmochimica Acta, 31 (10): 1871—1884, Bibcode:1967GeCoA..31.1871E, doi:10.1016/0016-7037(67)90128-7
  8. ↑ Blanchard, M. B.; Brownlee, D. E.; Bunch, T. E.; Hodge, P. W.; Kyte, F. T. (1980), Meteoroid ablation spheres from deep-sea sediments, Earth Planet. Sci. Lett., 46 (2): 178—190, Bibcode:1980E&PSL..46..178B, doi:10.1016/0012-821X(80)90004-7
  9. ↑ Ganapathy, R.; Brownlee, D. E.; Hodge, T. E.; Hodge, P. W. (1978), Silicate spherules from deep-sea sediments: Confirmation of extraterrestrial origin, Science, 201 (4361): 1119—1121, Bibcode:1978Sci...201.1119G, doi:10.1126/science.201.4361.1119, PMID 17830315
  10. ↑ Raisbeck, G. M.; Yiou, F.; Bourles, D.; Maurette, M. (1986), 10Be and 26Al in Greenland cosmic spherules: Evidence for irradiation in space as small objects and a probable cometary origin, Meteoritics, 21: 487—488, Bibcode:1986Metic..21..487R
  11. ↑ Nishiizumi, K.; Arnold, J. R.; Brownlee, D. E.; Finkel, R. C.; Harvey, R. P. та ін. (1995), 10Be and 26Al in individual cosmic spherules from Antarctica, Meteoritics, 30 (6): 728—732, doi:10.1111/j.1945-5100.1995.tb01170.x {{citation}}: |first4= з пропущеним |last4= (довідка)|first4= missing |last4= in Authors list (help)
  12. ↑ Yada, T.; Floss, C.; Zinner, Ernst; Nakamura, Tomoki; Noguchi, Takaaki; Lea, A. Scott та ін. (2008), Stardust in Antarctic micrometeorites, Meteoritical & Planetary Science, 43 (8): 1287—1298, Bibcode:2008M&PS...43.1287Y, doi:10.1111/j.1945-5100.2008.tb00698.x {{citation}}: |first3= з пропущеним |last3= (довідка)|first3= missing |last3= in Authors list (help)
  13. ↑ а б Duprat, J. E.; Dobrică, C.; Engrand, J.; Aléon, Y.; Marrocchi, Y.; Mostefaoui, S.; Meibom, A.; Leroux, H. та ін. (2010), Extreme Deuterium excesses in ultracarbonaceous Micrometeorites from Central Antarctic Snow, Science, 328 (5979): 742—745, Bibcode:2010Sci...328..742D, doi:10.1126/science.1184832, PMID 20448182
  14. ↑ а б Taylor, S.; Lever, J. H.; Harvey, R. P. (1998), Accretion rate of cosmic spherules measured at the South Pole, Nature, 392 (6679): 899—903, Bibcode:1998Natur.392..899T, doi:10.1038/31894, PMID 9582069
  15. ↑ Zolensky, M.; Bland, M.; Brown, P.; Halliday, I. (2006), Flux of extraterrestrial materials, у Lauretta, Dante S.; McSween, Harry Y. (ред.), Meteorites and the Early Solar System II, Tucson: University of Arizona Press
  16. ↑ Taylor, S.; Schmitz, J.H. (2001), Peucker-Erhenbrink, B.; Schmitz, B. (ред.), Accretion of Extraterrestrial matter throughout Earth's history—Seeking unbiased collections of modern and ancient micrometeorites, Accretion of extraterrestrial matter throughout earth's history/ edited by Bernhard Peucker-Ehrenbrink and Birger Schmitz; New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers: 205—219, Bibcode:2001aemt.book.....P, doi:10.1007/978-1-4419-8694-8_12, ISBN 978-1-4613-4668-5
  17. ↑ Murray, J.; Renard, A. F. (1891), Report on the scientific results of the voyage of H.M.S. Challenger during the years 1873–76, Deep-Sea Deposits: 327—336
  18. ↑ Murray, J.; Renard, A. F. (1883), On the microscopic characters of volcanic ashes and cosmic dust, and their distribution in deep-sea deposits, Proceedings of the Royal Society, Edinburgh, 12: 474—495
  19. ↑ Brownlee, D. E.; Bates, B. A.; Wheelock, M. M. (21 червня 1984), Extraterrestrial platinum group nuggets in deep-sea sediments, Nature, 309 (5970): 693—695, Bibcode:1984Natur.309..693B, doi:10.1038/309693a0, архів оригіналу за 8 лютого 2015, процитовано 3 квітня 2016
  20. ↑ Brunn, A. F.; Langer, E.; Pauly, H. (1955), Magnetic particles found by raking the deep-sea bottom, Deep-Sea Research, 2 (3): 230—246, Bibcode:1955DSR.....2..230B, doi:10.1016/0146-6313(55)90027-7
  21. ↑ Brownlee, D. E.; Pilachowski, L. B.; Hodge, P. W. (1979), Meteorite mining on the ocean floor (abstract), Lunar Planet. Sci., X: 157—158
  22. ↑ Crozier, W. D. (1960), Black, magnetic spherules in sediments, Journal of Geophysical Research, 65 (9): 2971—2977, Bibcode:1960JGR....65.2971C, doi:10.1029/JZ065i009p02971
  23. ↑ Czajkowski, J.; Englert, P.; Bosellini, A.; Ogg, J. G. (1983), Cobalt enriched hardgrounds-new sources of ancient extraterrestrial materials, Meteoritics, 18: 286—287, Bibcode:1983Metic..18..286C
  24. ↑ Jehanno, C.; Boclet, D.; Bonte, Ph.; Castellarin, A.; Rocchia, R. (1988), Identification of two populations of extraterrestrial particles in a Jurassic hardground of the Southern Alps, Proc. Lun. Planet. Sci. Conf., 18: 623—630, Bibcode:1988LPSC...18..623J
  25. ↑ Mutch, T.A. (1966), Abundance of magnetic spherules in Silurian and Permian salt samples, Earth and Planetary Science Letters, 1 (5): 325—329, Bibcode:1966E&PSL...1..325M, doi:10.1016/0012-821X(66)90016-1
  26. ↑ Taylor, S.; Brownlee, D. E. (1991), Cosmic spherules in the geologic record, Meteoritics, 26 (3): 203—211, Bibcode:1991Metic..26..203T, doi:10.1111/j.1945-5100.1991.tb01040.x
  27. ↑ Fredriksson, K.; Gowdy, R. (1963), Meteoritic debris from the Southern California desert, Geochimica et Cosmochimica Acta, 27 (3): 241—243, Bibcode:1963GeCoA..27..241F, doi:10.1016/0016-7037(63)90025-5
  28. ↑ Muhs, Eric. Micrometeorites. Ice Cube—South Pole Neutrino Laboratory. University of Wisconsin at River Falls Physics Department. Архів оригіналу за 19 березня 2016. Процитовано 19 квітня 2015.
  29. ↑ Langway, C. C. (1963), Sampling for extra-terrestrial dust on the Greenland Ice Sheet, Union Geodesique et Geophysique Internationale, Association Internationale d'Hydrologie Scientific, Berkeley Symposium, 61: 189—197
  30. ↑ Wulfing, E. A. (1890), Beitrag zur Kenntniss des Kryokonit, Neus Jahrb. Für Min., etc., 7: 152—174
  31. ↑ Maurette, M.; Hammer, C.; Reeh, D. E.; Brownlee, D. E.; Thomsen, H. H. (1986), Placers of cosmic dust in the blue ice lakes of Greenland, Science, 233 (4766): 869—872, Bibcode:1986Sci...233..869M, doi:10.1126/science.233.4766.869, PMID 17752213
  32. ↑ Maurette, M.; Jehanno, C.; Robin, E.; Hammer, C. (1987), Characteristics and mass distribution of extraterrestrial dust from the Greenland ice cap, Nature, 328 (6132): 699—702, Bibcode:1987Natur.328..699M, doi:10.1038/328699a0
  33. ↑ Maurette, M.; Olinger, C.; Michel-Levy, M.; Kurat, G.; Pourchet, M.; Brandstatter, F.; Bourot-Denise, M. (1991), A collection of diverse micrometeorites recovered from 100 tonnes of Antarctic blue ice, Nature, 351 (6321): 44—47, Bibcode:1991Natur.351...44M, doi:10.1038/351044a0
  34. ↑ Koeberl, C.; Hagen, E. H. (1989), Extraterrestrial spherules in glacial sediment from the Transantarctic Mountains, Antarctica: Structure, mineralogy and chemical composition, Geochimica et Cosmochimica Acta, 53 (4): 937—944, Bibcode:1989GeCoA..53..937K, doi:10.1016/0016-7037(89)90039-2
  35. ↑ Hagen, E. H.; Koeberl, C.; Faure, G. (1990), Extraterrestrial spherules in glacial sediment, Beardmore Glacier area, Transantarctic Mountain, Antarctic Research Series, Antarctic Research Series, 50: 19—24, doi:10.1029/AR050p0019, ISBN 0-87590-760-1
  36. ↑ Koeberl, C.; Hagen, E. H. (1989), Extraterrestrial spherules in glacial sediment from the Transantarctic Mountains, Antarctica: Structure, mineralogy and chemical composition, Geochimica et Cosmochimica Acta, 53 (4): 937—944, Bibcode:1989GeCoA..53..937K, doi:10.1016/0016-7037(89)90039-2
  37. ↑ Yiou, F.; Raisbeck, G. M. (1987), Cosmic spherules from an Antarctic ice core, Meteoritics, 22: 539—540, Bibcode:1987Metic..22..539Y
  38. ↑ Rochette, P.; Folco, L.; Suavet, M.; Van Ginneken, M.; Gattacceca, J; Perchiazzi, N; Braucher, R; Harvey, RP (2008), Micrometeorites from the Transantarctic Mountains, PNAS, 105 (47): 18206—18211, Bibcode:2008PNAS..10518206R, doi:10.1073/pnas.0806049105, PMC 2583132, PMID 19011091
  39. ↑ Krot, A. N.; Keil, K.; Scott, E. R. D.; Goodrich, C. A.; Weisberg, M. K. (2007), 1.05 Classification of Meteorites, у Holland, Heinrich D.; Turekian, Karl K. (ред.), Treatise on Geochemistry, т. 1, Elsevier Ltd, с. 83—128, doi:10.1016/B0-08-043751-6/01062-8, ISBN 978-0-08-043751-4
  40. ↑ Genge, M. J.; Engrand, C.; Gounelle, M.; Taylor, S. (2008), The classification of micrometeorites (PDF), Meteoritics & Planetary Science, 43 (3): 497—515, Bibcode:2008M&PS...43..497G, doi:10.1111/j.1945-5100.2008.tb00668.x, архів оригіналу (PDF) за 7 липня 2013, процитовано 13 січня 2013
  41. ↑ Flynn, George J.; McKay, David S. (1 січня 1990), An assessment of the meteoritic contribution to the martian soil, Journal of Geophysical Research, 95 (B9): 14497, Bibcode:1990JGR....9514497F, doi:10.1029/JB095iB09p14497
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Мікрометеорит&oldid=42378626