شهاب سنگ (Meteorite)

شهاب‌سنگ سنگی جامد است که از فضا وارد جو زمین شده و به سطح آن می‌رسد. به گفته ویکی‌پدیا این سنگ‌ها بازمانده از اجرام فضایی مانند دنباله‌دارها، سیارک‌ها یا شهاب‌واره‌ها هستند که در اثر گذر از جو و تاب آوردن در برابر گرما و فشار، به سطح زمین می‌رسند.

پسوند "oid" برای تمام اجسام سنگی با اندازه و جرم کوچکتر از سیاره ای، در مداری مستقل در فضا ، استفاده میشود. به عنوان مثال ، میتوان گفت که یک سیارک ، جسمی کوچکتر از سیاره است.یک شهاب واره جسمی کوچکتر از یک سیارک بوده و احتملا تکه ای که از یک جسم "والد" سیارکی یا یک دنباله دار جدا شده می باشد.همچنین پدیده های درخشانی که هنگام وروود شهاب سنگ به جو زمین رخ می دهند، شهاب نامیده می شوند.

روزانه هزاران شهاب سنگ وارد جو زمین می شوند که بیشتر آنها با چشم غیر مسلح دیده نمی شود.

اکثر قریب به اتفاق این شهاب سنگ ها با اندازه های متفاوت از دانه ی شن تا چند میلی متر از شهاب واره ها جدا می شوند. اینها از عبور آتشین خود از جو دوام نمی آورند.

شهاب سنگ های شکسته

تقریبا همه ی شهاب سنگ ها علائم متوسط تا شدید شوک و برش (شکستن سنگ در قطعات کوچکتر) را نشان می دهد.شهاب سنگ های نوع سنگی در حالی که هنوز در فضا هستند غالبا به قطعات زیادی شکسته میشوند، این امر غالبا نتیجه ی برخورد بین اجسام والدین سیارک ها در اوایل تاریخ منظومه ی شمسی است.در برخی موارد مواد که تحت فشار های ضربه ای بیش از 90 گیگا پاسکال (بیش از lb/in13000000) هستند ،باعث ایجاد ذوب برشی میشوند.این فشار به اندازه ی کافی برای ایجاد ذوب گسترده سنگ در داخل و اطراف دهانه های برخوردی جدید تولید شده است.بلافاصله در هنگام برخورد ،یک عدسی مذاب یک کیلومتری یا بیشتر ، در زیر کف دهانه ایجاد می شود،سنگ بافت اولیه خود را از دست می دهد.زیرا تا حدی در عدسی ذوب می شود.با این حال ذوب معمولا ناقص است و نتیجه ی ترکیبی از سنگ ذوب شده و قطعات ذوب نشده است. برش های ذوبی ضربه ایی اغلب در شهاب سنگهای کندوریتی دیده میشوند، زیرا که تعداد آن ها بیشتر است.گاهی اوقات در هنگام برخورد ، کل شهاب سنگ شکسته میشود اما به طرز شگفت انگیزی خرد نمی شود ، در عوض ، قطعات در فضا کنار هم هستند.با این حال، در این شرایط ضعیف ، آن ها اغلب با وروود به جو زمین تکه تکه می شوند.یک نمونه ی کلاسیک از تجزیه ی یک شهاب سنگ سنگی در 9 اکتبر 1992 بر فراز پیکسکل، نیویورک رخ داد. فصل فوتبال در دبیرستان های کنار ساحل شرقی در حال انجام بود. دقایقی قبل از ساعت 20:00 یک گلوله ی آتشین درخشان در آسمان دیده شد که فقط چند ثانیه طول کشید تا شرق کنتاکی را طی کرد در امتداد مسیر پرواز شمال به شمال شرقی آن سپس پشت سر هم از کرولینای شمالی مریلند، و نیوجرسی عبور کرد و در طول مسیر غرش های صوتی تاخییری ایجاد کرد.شهاب سنگ در نقطه ی میانی مسیر خود ، شروع به تکه تکه شدن کرد و به بیش از 12 قطعه تقسیم شد و هر قطعه گلوله ی آتشین و دنباله ی خود را تشکیل داد ، پس از بررسی شهاب سنگ در یک گودال برخوردی کم عمق ، زیر صندوق عقب خدرو پیدا کرد.هنگامی که شهاب سنگ برای نمایان شدن بخش داخلی آن بریده شد تعجبی نداشت که متوجه شویم یک کندوریت برشی شده است.ترک های شوک از توده شکسته عبور کرده بودند و شهاب سنگ از قطعات زاویه دار زیادی تشکیل شده بود که مانند یک پازل کنار هم قرار گرفته بودند. رگه های تیره ی شیشه و کانی های تجدید تبلور یافته در قطعاتی که آنها را در کنار هم نگه داشته است نفوذ کرده است. این بافت رایج ، برش مونومیکت نامیده می شود.

میدان بارش

هنگامی که یک شهاب سنگ بزرگ وارد جو زمین می شود، در اثر تعغییرات و تنش های ناگهانی فشار و دمای اتمسفر به سرعت تکه تکه می شود.هنگامی که شهاب سنگ ها با هم سقوط می کنند، آن را سقوط چندگانه می نامیم. اکثر قریب به اتفاق سقوط شهاب سنگ های سنگی ، چند گانه هستند. هنگامی که توده اصلی تکه تکه شود، قطعات در طول بقیه پرواز خود کما بیش با هم حرکت می کنند.آنها به طور تصادفی نمی افتند، اما در عوض سقوط آنها توسط انرژی جنبشی باقی مانده آنها تعیین می شود. قطعات بزرگتر با جرم بیشتر خود ، بیبشتر حرکت می کنند. به طور متوسط آنها در زاویه حدود 30 درجه سقوط کرده در حالی که کمترین جرم ها در زاویه 20 درجه سقوط می کنند. میدان های بارش به دو صورت زیر تشکیل می شود:

1.تکه تکه شدن در هوا

همانگونه که گفته شد هنگامی که یک شهاب سنگ بزرگ وارد جو زمین می شود، قالبا قبل از تماس با زمین به دلیل شوک حرارتی به قطعات زیادی تقسیم می شوند. این انفجار در هوا ، مواد را در یک منطقه ی بزرگ بیضی شکل پراکنده می کند. محور بلند این بیضی در امتداد مسیر پرواز شهاب سنگ است. هنگامی که چندیدن انفجار رخ می دهد ، موارد را می توان در چندین شکل بیضی که روی هم قرار دارند یافت. در این مکانیسم سقوط قطعات کوچکتر در ابتدای بیضی و بزرگترین قطعات معمولا در انتهای میدان بیضی ، یافت می شوند. برای به دست آوردن جهت و الگوی سقوط ، لازم است ابتدا الگوی اندازه ی مواد را در میدان پراکنش ، تجزیه و تحلیل کرد.

2.تکه تکه شدن حین ضربه

تقریبا که هیچ تکه تکه شدنی در هوا صورت نگیرد ممکن است در اثر برخورد شهاب سنگ به سطح زمین ،تکه تکه شدن رخ دهد.در این حالت شکل پراکنده ی آنها متفاوت بوده و معمولا دایره شکل می باشند.

پوسته سوخته در شهاب سنگ

اکن.ن که با فیزیک سقوط شهاب سنگ ها آشنا شدیم میتوان شهاب سنگ های تازه سقوط کرده را بررسی کنیم.در زبان انگلیسی ، کلمه ی پوسته (crust) بیشتر برای توصیف قسمت بیرونی تیره شده ی یک قرص نان استفاده می شود.از این نظر قیاس پوسته ی نان با پوسته ی همجوشی شهاب سنگ مناسب به نظر میرسد. زیرا هر دو پوسته در اثر حرارت تشکیل میشوند.پوسته ها ضخامت مشخصی دارند و هردو پوسته اغلب براق و معمولا تیره تر از فضای داخلی نان یا سنگ هستند. این پوسته ی سطحی زمانی تشکیل می شود.که شهاب سنگ ها با سرعتی بین 15 تا 70 کیلومتر بر ثانیه وارد جو گازی سیاره زمین می شودبا این سرعت می توان غرب تا شرق قاره ی آمریکای شمالی را در مدت زمان بین 4 تا 5 دقیقه طی کرد. همه ی شهاب سنگ هایی که از جو عبور میکنند دارای یک ویژگی هستند که در هیچ سنگ زمینی دیده نشده است و آن پوست سوخته ، ذوب یا گداخته نامیده می شود. دمای این شهاب سنگ ها بیش از 1800 درجه ی سانتی گراد بالا رفته ومورفولوژی خارجی آنها تعقییرات فوق العاده ایی را را در این فرآیند تجربه کرده است.مکانیزم تشکیل پوسته ی سوخته بدین گونه بوده که وقتی شهاب سنگ با سرعت خیلی زیاد وارد جو می شود موج عظیمی از هوای گرم و فشرده را اطراف خود ایجاد می کند. در نتیجه هوای گرم باعث ذوب بیرونی شهاب سنگ می شود، یکی از دلایلی که شهاب سنگ ها لبه های گرد شده دارند همین تراشیده شدن گرمایی است. سریع ترین و قطعی ترین آزمایشی که توسط جستوجو گران صحرایی برای احراز هویت یک یافته ی جدید احتمالی ، مورد استفاده قرار می گیرد این است که وجود یک پوسته گداخته در یکی از اشکال متعدد آن نایید شود. یک شهاب سنگ تازه که در طول گذر خود تکه تکه نشده باشد معمولا به طور کامل توسط پوسته ی قهوه ایی تیره تا سیاه پوشانده شده است.

پوسته ذوب ثانویه
در میدان بارش شهاب سنگها یافتن چندین شهاب سنگ که نشانه هایی از یک پوسته ذوب ثانویه را نشان میدهند غیر عادی نیست. معمولاً، فرآیند فرسایش یک پوشش صاف تقریباً کامل را روی کل سطح یک شهاب سنگ ایجاد میکند و آن سطح بارها در اتمسفر جایگزین میشود. وجود یک پوسته ذوب ثانویه به ما میگوید که این شهاب سنگها در حین پرواز شکسته اند و بخشی از پوسته اولیه خود را در این فرآیند از دست داده .اند ظاهر تازه شکسته بلافاصله شروع به بازسازی پوسته جدید و نازکتر ثانویه می کند. این پوسته همیشه بسیار نازک تر از پوسته اولیه است زیرا دیرتر در حین سقوط شکل میگیرد و اغلب قطعات تازه تشکیل شده را کاملاً نمیپوشاند پوسته ذوب ثانویه به اندازه پوسته اولیه صاف نیست زیرا سطح شکسته در معرض فرسایش کمتری قرار داشته است.

زاویه دار بودن سنگها
اگرچه شهاب سنگها اشکال مشخصی دارند که باید به دنبال آنها بود ولی خیلی از آنها در واقع محصول فرآیند فرسایشی و تکه تکه شدن هستند و میتوان انتظار داشت که شکل نهایی آنها نامنظم باشد زیرا معمولا در بالای
جو منفجر میشوند و قطعاتی را در همه جهات پراکنده می.کنند با این ،حال بسیاری از جستجوگران شهاب سنگهای زاویه دار پیدا میکنند که بعضی نمونه ها تقریبا مستطیل شکل بوده و زوایای نزدیک به ۹۰ درجه دارند اگر شهاب سنگ در حالی که هنوز در اتمسفر بالاست شکل خود را پیدا کند لبه های آن به جای واضح و تیز بودن گرد شده و سابیده هستند.

رگماگلیپت و شهاب سنگهای جهت دار
محصول دیگر فرسایش که در گذر کوتاه اتمسفری یک شهاب سنگ رخ میدهد ایجاد فرورفتگیهای سطحی یا رگماگلیپتهای شهاب سنگهای سنگی و آهنی .است نام متداول آنها رگماگلیپت یا اثر انگشت شست می،باشد زیرا آنها شبیه گودی اثر انگشت شست انسان روی خمیرنان یا خمیربازی هستند رگما گلیپتها شهاب سنگهای سنگی نسبت به نوع آهنیها کم عمق تر هستند و بنابراین به خوبی قابل تشخیص نیستند. 

هوازدگی شهاب سنگها
برای میلیاردها ، سال شهاب سنگهای موجود در محیط فضا در برابر بیشتر عوامل جوی هوازدگی مقاومت کرده اند آنها از اثرات مخرب آب و اکسیژن به دور هستند اما زمین یک محیط بیگانه و مخرب برای یک شهاب سنگ .است در شرایط عادی زمینی، آنها نمیتوانند مدت طولانی پس از برخورد از هوازدگی در امان باشند دو نوع هوازدگی مکانیکی و شیمیایی وجود دارد که شهاب سنگها در معرض هر دو قرار دارند در واقع هوازدگی مکانیکی زمانی شروع میشود که شهاب سنگها در حالی که هنوز در فضا هستند یک یا چند بخش از تکه تکه شدن را متحمل میشوند وقتی شهاب سنگیهای که هزاران مایل مسافت را در ساعت طی میکنند با سطح زمین برخورد کنند، تکه تکه می شوند. هوازدگی مکانیکی با شکستن یک شهاب سنگ از طریق شوک حرارتی سایش باد، انتقال توسط آب تغییرات دمایی و حتی فعالیت گیاهان و حیوانات ادامه دارد پوسته همجوشی شیشه ای از قسمتهای که تکه تکه نشدهاند محافظت میکند. اما ترکهای انقباضی اغلب شروع به شکل گیری میکنند و به آب اجازه میدهند تا به داخل شهاب سنگ وارد شود جایی که هوازدگی شیمیایی بسیار مخربتر میتواند آغاز شود اگر یک شهاب سنگ در منطقه ای فرود بیاید که در معرض چرخه یخ زدگی ذوب شدگی یخ باشد، این مساله میتواند برای گسترش شکافهای انقباض از طریق کوههای یخ کافی باشد. واکنشهای هوازدگی شیمیایی اصلی عبارتند از اکسیداسیون هیدراتاسیون و محلولها با گذشت زمان کانیهای جدیدی تولید می شود. بر روی قسمتهای سطحی ،سنگ رنگ تیره میتواند به قهوه ای متوسط یا روشن تغییر کند زیرا آهن موجود در شهاب سنگ به کانی جدید مانند گوتیت تبدیل می شود. اولیوین و فلدسپات به سرپانتین کانیهای رس و اکسید آهن تبدیل می شوند. شهاب سنگهای آهنی به ویژه مستعد زنگ زدن در امتداد مرزهای صفحه ای هستند. شهاب سنگهای سنگی به شدت هوازده اند، اغلب دارای پوسته های ضخیمی هستند که جایگزین پوسته سوخته اولیه می شوند. فضای داخلی اکثر کندریتهای معمولی معمولاً حاوی توزیع یکنواخت دانه های فلزی آهنی نیکل می باشد این دانه ها به سرعت در داخل اکسید میشوند و در نتیجه تکههایی از لیمونیت اکسید آهن بی آب و هیدراته ایجاد میشود که به طور موثر کانیهای اولیه الیوین و پیروکسن را رنگ آمیزی می کند.

فلز آهن - نیکل آزاد در شهاب سنگها

 شهاب سنگهای آهنی تقریبا سنگین تر از هر سنگ زمینی طبیعی با همان اندازه و ظاهر هستند و به شدت جذب آهنربا میشوند و میتوان آنها را سریعتر شناسایی کرد البته چندین کانی و کانسنگ معدنی یا فراوری شده با این چگالی بالا نیز در زمین یافت میشوند که ظاهری متفاوت دارند. خاطر نشان میشود چگالی و وزن مخصوص در شهاب سنگها دارای مقادیر متفاوتی بوده و به هیچ عنوان ملاک شناخت نهایی برای شهاب سنگها نیست. شهاب سنگهای نوع سنگی بخصوص اکندریتها بسیار شبیه به سنگهای زمینی هستند و از کانیهای تشکیل شدهاند که در سنگهای آذرین زمینی یافت میشوند و به همین خاطر تعداد شهاب سنگهای اکندریتی یافت شده کم می باشد. شهاب سنگهای سنگی آهنی، همانطور  که از نامش پیداست مخلوطی از هر دو هستند اما سر در گمیهای اولیه و تشابهات به زودی ایجاد می شود. با قرار دادن آهنربا در برابر یک شهاب سنگ ،سنگی متوجه میشویم که اکثر آنها نیز کم و بیش دارای قدرت جذب  هستند، اگرچه به اندازه آهنیها جذب قوی  ندارند. برش و صیقلی نمودن سنگ برای نمایان شدن بخش داخلی  آن ذرات کوچک نقره ای رنگ از فلز را نشان میدهد، دانشمندان آهن شهاب سنگها را آهن عنصری (آزاد) مینامند، یعنی آهن در کمترین حالت شیمیایی خود بوده و با اکسیژن ترکیب نشده که این قطعاً یک شگفتی  است. آهن عنصری تقریباً هرگز در سنگهای پوسته زمینی یافت نمیشود زیرا آهن به سرعت با اکسیژن ترکیب شده و زنگ میزند بدین معنی که آهن در حضور اکسیژن و آب به سرعت اکسید میشود و زمین دارای مقدار زیادی از این دو عامل اکسید کننده میباشد. 

                                                                                                      کندریتها
دانشمندان شهاب سنگها را به سه نوع اصلی ،آهنی، سنگی و سنگی آهنی تقسیم کرده اند. علی رغم قدیمی بودن این تقسیم بندی همچنان مفید است زیرا میتوان تفاوت بین این سه نوع شهاب سنگ را تشخیص داد. شهاب سنگهای آهنی تقریبا از هر سنگ زمینی با همان اندازه و ظاهر سنگین تر هستند و به شدت جذب آهنربا میشوند در نگاه اول شهاب سنگهای سنگی بسیار شبیه به سنگهای زمینی هستند و از کانیهایی تشکیل شده اند که در سنگهای آذرین زمینی یافت میشوند سنگی آهنیها همانطور که از نامشان  پیداست، مخلوطی از هر دو نوع هستند اما سردرگمیهای اولیه و تشابهات به زودی ایجاد می.شود با قرار دادن آهنربا در برابر یک شهاب سنگ ،سنگی متوجه میشویم که بیشتر آنها نیز دارای قدرت جذب  هستند، اگرچه به اندازه آهنیها جذب قوی  ندارند. برای مشاهده بخش داخلی شهاب  سنگ، آنرا برش میدهند که تکه های کوچک نقره ای رنگی از فلز را نشان میدهد. دانشمندان این را آهن عنصری (آزاد) مینامند یعنی آهن در کمترین حالت شیمیایی خود بوده و با اکسیژن ترکیب نشده که این قطعاً یک شگفتی  است. کندریتها به عنوان فراوانترین شهاب سنگهای نوع سنگی شناخته میشوند که تاکنون هزاران قطعه از آنها پیدا شده است میتوان گفت آهن ،عنصری تقریباً هرگز در سنگهای پوسته زمینی یافت نمیشود زیرا به سرعت با اکسیژن ترکیب شده و زنگ میزند؛ در حضور اکسیژن و آب به سرعت اکسید میشود و زمین هم دارای مقدار زیادی از این دو عامل می باشد. آهن ازاد و بافت کندریتی در هیچ سنگی زمینی یافت نمیشوند. بافت از نظر زمین شناسی ظاهر کلی یک سنگ است که با اندازه دانه شکل و الگوی داخلی آن نشان داده میشود در سراسر ماتریکس زمینه یا خمیره سنگ که خردترین توده ماده  است، میتواند دانه های بزرگ یا بلورها را به همراه دانههای ریز ماده در خود جای دهد این شهاب سنگها اجسام کروی ریزدانه در اندازههای کمتر از میلی متر تا چند میلی متری از کانیهای متبلور  بسیار سخت دیده میشود. به این اجسام کره مانند کندرول و به سنگ حاوی آنها کندریت گفته می شود اگرچه کانیهایی که این اجسام کروی را تشکیل میدهند و همچنین زمینه ی که آنها را در جای خود نگه میدارد بسیار متداول بوده و در پوسته و گوشته زمین یافت میشوند اما به طور کلی شهاب سنگهای کندریتی با توجه به این بافت خاص خود با زمین بیگانه هستند این ترکیب کانی شناسی و بافت است که منشا سنگ را تعیین کرده و زمینی یا آسمانی بودن سنگ را مشخص می کند.ادامه دارد...

(در ادامه با ما همراه باشید)

در صورت اشتیاق با همکاری با ما کافی است که به آدرس آزمایشگاه واقع در قزوین ابتدای خیابان نادری جنوبی نبش کوچه جانباز طبقه ی فوقانی آزمایشگاه گوهر شناسی مانابرنا و یا با شماره ی 09028876368 تماس بگیرید.