Физики совместной научной лаборатории УрФУ и Института геологии и геохимии УрО РАН изучили метеориты Озерки и Челябинск и выяснили, что во время падения на Землю на хондритах, т.е. на каменных метеоритах, образуется стеклянная корка из кристаллов минералов и благородных металлов группы платиноидов. Результаты исследования на 86-м ежегодном собрании Метеоритного общества в Брюсселе (Бельгия) представил руководитель лаборатории космической минералогии и материаловедения УрФУ Виктор Гроховский. «Каменные метеориты многоминеральные, в них содержится чуть ли не вся таблица Менделеева. Но когда хондрит влетает в атмосферу — скорость при этом его может достигать 50 км/с и более, — начинается процесс абляции: за счет трения с воздухом происходит среди прочего разогрев поверхности, плавление.
Летучие вещества отлетают, а тугоплавкие концентрируются в расплаве. За счет абляции метеорит может терять до 99% своего объема. Например, по разным оценкам, до земли от метеорита Челябинск долетела лишь 0,1 от всего метеорита», — объясняет процесс Виктор Гроховский.
Как полагают ученые, во время процесса абляции тугоплавкие металлы концентрируются в расплаве и двигаются вместе с этим расплавом вглубь метеорита, а потом застывают в виде коры плавления.
«Во время абляции часть тугоплавких веществ, безусловно, улетает, но часть остается и концентрируется в этом расплаве, таким образом обогащая кору плавления. Анализ метеоритов Озерки и Челябинск показал, что кора плавления состоит из стекла (порядка 44–47%), таких минералов, как оливин, магнетит или магнезиоферрит, хромит и металл-сульфидных агрегатов. Но самое интересное — мы обнаружили в коре металлические глобулы (вкрапления. — Прим. ред.) с концентрацией платиноидов, таких благородных металлов, как рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина», — перечисляет Виктор Гроховский.
Механизм формирования коры плавления в метеоритах, с одной стороны, поможет физикам понять и объяснить процессы, которые происходят с метеоритами при падении на Землю, а с другой — может быть полезен металлургам в технологиях обогащения материалов благородными тугоплавкими металлами.
«Причина концентрации платиноидов в коре плавления хондритов пока остается неясной. Мы полагаем, что это происходит вследствие взаимодействия метеорита с атмосферой Земли за счет активности кислорода. Но нам еще предстоит доказать это экспериментально. Для этого на кафедре экспериментальной физики УрФУ есть один из сильнейших плазматронов, который доработали наши коллеги. Они установили спектрограф, который позволяет отслеживать динамику испарения элементов с поверхности метеоритов во время абляции. С помощью этого прибора мы планируем получить серию высокоточных спектральных снимков, что поможет отследить процессы, происходящие на поверхности метеоритов во времени», — поясняет Виктор Гроховский.
Отметим, работу физиков поддержали Минобрнауки России (по программе развития «Приоритет-2030») и Российский научный фонд (проект № 24-27-00392).
Справочно
Метеориты бывают трёх типов: каменные (самые распространённые), железо-каменные и железные. В основном мы делаем украшения из железных метеоритов Muonionalusta (Дата находки: 1906 г, Швеция, Норботтен), Сихоте-Алинь (Дата находки: 12.02.1947, Дальний Восток) и Campo Del Cielo (Дата находки: 1576 г, Аргентина, Чако). ⠀
Известно, что железные метеориты на 90% состоят из железа и на 9% из никеля. Ещё 1% – примесь других веществ.
Часть наших украшений сделаны из железокаменного метеорита Сеймчан (Дата находки: 1967 г, Россия, Магаданская область). Образец именно этого метеорита мы передали в независимую лабораторию, где для нас провели спектральный анализ химического состава исследуемого образца (исп. прибор BRUKER M4 TORNADO). ⠀
Так как этот метеорит состоит как из железной, так и из каменной составляющих, то были получены следующие результаты: на срезе увидели только железо(Fe) и никель(Ni) 9:1; сделав замеры каменной стороны, обнаружили кремний(Si) и калий(К). ⠀
Из всего этого можно сделать вывод, что по своему химическому составу, метеоритное вещество достаточно простое. Большую часть составляют всего восемь элементов: O, Mg, Si, Fe, Al, Ca, Na, P. Из них же состоят минералы, в том или ином количестве, присутствующие в метеорите (зачастую, в каменных и железокаменных). Вот такой простой состав у такого необычного предмета, как метеорит.
Информация предоставлена Отделом научных коммуникаций УрФУ.
Автор: Наталья Сафронова
Источники: https://scientificrussia.ru/, https://madeincosmos.ru/
