14.2: Meteorites - Mawe kutoka Mbinguni

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

• Eleza asili ya meteorites na tofauti kati ya meteor na meteorite
• Eleza jinsi meteorites wengi wamepatikana
• Eleza jinsi meteorites ya mawe ya kale ni tofauti sana na aina nyingine
• Eleza jinsi utafiti wa meteorites unaelezea ufahamu wetu wa umri wa mfumo wa jua.

Kipande chochote cha uchafu wa interplanetary ambacho kinaendelea kupiga moto kwa njia ya anga ya dunia inaitwa meteorite. Meteorites huanguka tu mara chache sana katika eneo lolote, lakini juu ya dunia nzima maelfu huanguka kila mwaka. Baadhi ya meteorites ni loners, lakini wengi ni vipande kutoka kuvunjika katika anga ya kitu kimoja kikubwa. Miamba hii kutoka angani hubeba rekodi ya ajabu ya malezi na historia ya mwanzo ya mfumo wa jua.

Asili ya nje ya Meteorites

Meteorites ya mara kwa mara imepatikana katika historia, lakini asili yao ya nje haikukubaliwa na wanasayansi mpaka mwanzo wa karne ya kumi na tisa. Kabla ya hapo, mawe haya ya ajabu yalikuwa yamepuuzwa au kuchukuliwa kuwa na asili isiyo ya kawaida.

Maporomoko ya meteorites ya kwanza ya kupatikana yanapotea katika ukungu wa mythology. Maandiko kadhaa ya kidini yanasema mawe kutoka mbinguni, ambayo wakati mwingine hufika wakati unaofaa ili kuwapiga maadui wa waandishi wa maandiko hayo. Angalau meteorite moja takatifu inaonekana alinusurika katika mfumo wa Ka'aba, jiwe takatifu nyeusi huko Makka ambalo linaheshimiwa na Uislamu kama masalio tangu wakati wa Wazazi—ingawa inaeleweka, hakuna chip kutoka jiwe hili takatifu limekuwa chini ya uchambuzi wa kina wa kemikali.

Historia ya kisasa ya kisayansi ya meteorites huanza mwishoni mwa karne ya kumi na nane, wakati wanasayansi wachache walipendekeza kuwa baadhi ya mawe ya ajabu yalikuwa na muundo wa pekee na muundo ambao labda hawakuwa wa asili ya nchi. Wazo kwamba kwa kweli “mawe huanguka kutoka angani” kwa ujumla lilikubaliwa tu baada ya timu ya kisayansi iliyoongozwa na mwanafizikia wa Kifaransa Jean-Baptiste Biot kuchunguza kuanguka kwa uangalifu mwaka 1803.

Meteorites wakati mwingine huanguka katika vikundi au mvua. Kuanguka kama hiyo hutokea wakati kitu kimoja kikubwa kinavunja wakati wa kifungu chake cha vurugu kupitia angahewa. Ni muhimu kukumbuka kwamba oga kama hiyo ya meteorites haihusiani na oga ya meteor. Hakuna meteorites aliyewahi kupatikana kwa kushirikiana na mvua za meteor. Chochote chanzo cha mwisho cha meteorites, hazionekani kuja kutoka kwa comets au mito yao ya chembe inayohusishwa.

Meteorite Falls na hupata

Meteorites hupatikana kwa njia mbili. Kwanza, wakati mwingine vimondo vyenye mkali (fireballs) huzingatiwa kupenya anga hadi urefu wa chini. Kama sisi kutafuta eneo chini ya uhakika ambapo fireball kuchomwa nje, tunaweza kupata mabaki moja au zaidi kwamba kufikiwa chini. Mizigo ya meteorite iliyozingatiwa, kwa maneno mengine, inaweza kusababisha urejesho wa meteorites zilizoanguka. (Meteorites chache hata hit majengo au, mara chache sana, watu; kuona Kufanya Connections: Baadhi kushangaza Meteorites sanduku chini). Mpira wa moto wa Chelyabinsk wa 2013, ambao tulijadiliwa katika sura ya Comets na Asteroids: Uharibifu wa mfumo wa jua, ulizalisha maelfu ya meteorites ndogo, wengi wao ni rahisi kupata kwa sababu mawe haya ya giza yalianguka juu ya theluji.

Kuna, hata hivyo, kengele nyingi za uongo kuhusu maporomoko ya meteorite. Waangalizi wengi wa fireball mkali wanahitimisha kuwa sehemu yake hit chini, lakini hiyo ni mara chache kesi. Kila miezi michache maduka ya habari yanaripoti kuwa meteorite imehusishwa katika mwanzo wa moto. Hadithi hizo zimeonekana kuwa mbaya. Meteorite ni barafu-baridi katika nafasi, na mambo mengi ya ndani hubakia baridi hata baada ya moto wake mfupi kupiga mbio kupitia anga. Meteorite iliyoanguka hivi karibuni ina uwezekano wa kupata mipako ya baridi kuliko kuanza moto.

Watu wakati mwingine hugundua miamba isiyo ya kawaida ambayo hugeuka kuwa meteoritic; miamba hii inaitwa meteorite hupata. Sasa kwa kuwa umma umekuwa na ufahamu wa meteorite, vipande vingi vya kawaida, sio vyote vinavyotokana na nafasi, vinatumwa kwa wataalam kila mwaka. Wanasayansi wengine hugawanya vitu hivi katika makundi mawili: “meteorites” na “meteorwrongs.” Nje ya Antaktika (tazama aya inayofuata), meteorites halisi hugeuka kwa kiwango cha wastani cha 25 au hivyo kwa mwaka. Wengi wa haya huishia katika makumbusho ya historia ya asili au maabara maalumu ya meteoritical duniani kote (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{1}\) Meteorite Kupata. (a) Picha hii ya mapema ya karne ya ishirini inaonyesha meteorite ya chuma ya tani 15 iliyopatikana katika Bonde la Willamette huko Oregon. Ingawa inajulikana kwa Wamarekani Wenyeji katika eneo hilo, “iligunduliwa” na mkulima wa ndani aliyeingia mwaka wa 1902, ambaye aliendelea kuiba na kuiweka kwenye maonyesho. (b) Hatimaye ilinunuliwa kwa Makumbusho ya Marekani ya Historia ya Asili na sasa inaonyeshwa katika kituo cha Rose cha makumbusho huko New York City kama meteorite kubwa ya chuma nchini Marekani. Katika picha hii ya 1911, wavulana wawili wadogo wanapigwa kwenye miundo ya meteor.

Tangu miaka ya 1980, vyanzo vya Antarctic vimeongeza sana ujuzi wetu wa meteorites. Zaidi ya meteorites elfu kumi wamepatikana kutoka Antarctic kutokana na mwendo wa barafu katika baadhi ya maeneo ya bara hilo (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Meteorites zinazoanguka katika mikoa ambako barafu hujilimbikiza huzikwa na kisha kubebwa polepole hadi maeneo mengine ambako barafu huvaliwa polepole. Baada ya maelfu ya miaka, mwamba hujikuta tena juu ya uso, pamoja na meteorites nyingine zinazopelekwa kwenye maeneo haya yale. Kwa hivyo barafu huzingatia meteorites zilizoanguka wote juu ya eneo kubwa na kwa muda mrefu. Mara moja juu ya uso, miamba imesimama kinyume na barafu na hivyo ni rahisi kuona kuliko katika maeneo mengine kwenye sayari yetu ya miamba.

Mchoro\(\PageIndex{2}\) Antarctic Meteorite. (a) Timu ya Utafutaji wa Antarctic ya Marekani (ANSMET) inapunguza meteorite kutoka barafu la Antarctic wakati wa utume wa 2001—2002. (b) timu inavyoonekana na baadhi ya vifaa vya kutumika katika utafutaji.

meteorites baadhi ya kushangaza

Ingawa meteorites huanguka mara kwa mara kwenye uso wa Dunia, wachache wao wana athari nyingi juu ya ustaarabu wa kibinadamu. Kuna maji mengi na ardhi isiyokuwa na makao katika sayari yetu kwamba miamba kutoka angani huanguka ambapo hakuna hata mtu anayeona inashuka. Lakini kutokana na idadi ya meteorites kwamba nchi kila mwaka, unaweza kushangaa kwamba wachache wamepiga majengo, magari, na hata watu. Mnamo Septemba 1938, kwa mfano, meteorite ilitumbukia kupitia paa la karakana ya Edward McCain, ambako ikawa imeingia kwenye kiti cha Pontiac Coupe (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)).

Mnamo Novemba 1982, Robert na Wanda Donahue wa Wethersfield, Connecticut, walikuwa wakiangalia M*A*S*H* kwenye televisheni wakati meteorite ya pauni 6 ilipokuja kupiga radi kupitia paa lao, na kufanya shimo kwenye dari ya chumba cha kulala. Baada ya bouncing, hatimaye alikuja kupumzika chini ya meza yao dining chumba.

Michelle Knapp mwenye umri wa miaka kumi na nane wa Peekskill, New York, alipata mshangao kabisa asubuhi moja mwezi Oktoba 1992. Alikuwa amenunua tu gari lake la kwanza, bibi yake ya 1980 Chevy Malibu. Lakini yeye akaamka kupata mwisho wake nyuma mangled na volkeno katika driveway-familia shukrani kwa 3-pauni meteorite. Michelle hakuwa na uhakika kama ataharibiwa na kupoteza gari lake au kushangazwa na tahadhari zote za vyombo vya habari.

Mnamo Juni 1994, Jose Martin na mke wake walikuwa wakiendesha gari kutoka Madrid, Hispania, kwenda likizo ya golf wakati meteorite ya ukubwa wa ngumi ilianguka kupitia windshield ya gari yao, bounced mbali dashibodi, kuvunja kidole kidogo cha Jose, na kisha nanga katika kiti cha nyuma. Kabla ya Martin, mtu wa hivi karibuni anayejulikana kuwa amepigwa na meteorite alikuwa Annie Hodges wa Sylacauga, Alabama. Mnamo Novemba 1954, alikuwa akipiga kitandani wakati meteorite ilipitia paa, akaondoka kwenye seti kubwa ya redio, na kumpiga kwanza kwenye mkono na kisha mguu.

Fireball ambayo ililipuka kwa urefu wa kilomita 20 karibu na mji wa Kirusi wa Chelyabinsk mnamo Februari 15, 2013, ilizalisha oga kubwa sana ya meteorite, na miamba michache ndogo hupiga majengo. Hakuna anajulikana kuwa hit watu, hata hivyo, na meteorites mtu binafsi walikuwa hivyo ndogo kwamba hawakufanya uharibifu mno-kiasi kidogo kuliko shockwave kutoka fireball kulipuka, ambayo kuvunja kioo katika maelfu ya madirisha.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\) Benld Meteorite. Meteorite (inset) kushoto shimo katika kiti mto wa gari Edward McCain ya.

Uainishaji Meteorite

Meteorites katika makusanyo yetu yana nyimbo mbalimbali na historia, lakini kwa kawaida wamewekwa katika madarasa matatu pana. Kwanza ni chuma, linajumuisha karibu safi chuma nickel-chuma. Pili ni mawe, neno linalotumiwa kwa meteorite yoyote ya silicate au miamba. Tatu ni mawe ya mawe ya kawaida, yaliyotengenezwa (kama jina linamaanisha) ya mchanganyiko wa jiwe na chuma cha chuma (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{4}\) Meteorite Aina. a) Kipande hiki cha meteorite ya Allende carbonaceous ina inclusions nyeupe ambazo zinaweza kurudi kabla ya kuundwa kwa nebula ya jua. (b) Kipande hiki ni kutoka meteorite chuma kuwajibika kwa ajili ya malezi ya Meteor Crater katika Arizona. (c) Kipande hiki cha meteorite ya mawe ya Imilac ni mchanganyiko mzuri wa fuwele za kijani za olivine na chuma cha metali.

Kati ya aina hizi tatu, chuma na mawe ya mawe ni wazi zaidi ya nje ya nchi kwa sababu ya maudhui yao ya metali. Chuma safi karibu kamwe hutokea kiasili duniani; kwa ujumla hupatikana hapa kama oksidi (kikemia pamoja na oksijeni) au madini mengine. Kwa hiyo, ikiwa umewahi kupata chunk ya chuma cha chuma, ni hakika kuwa ama mwanadamu au meteorite.

Mawe ni ya kawaida zaidi kuliko chuma lakini ni vigumu kutambua. Mara nyingi uchambuzi wa maabara unahitajika ili kuonyesha kwamba sampuli fulani ni kweli ya asili ya nje, hasa ikiwa imelala chini kwa muda na imekuwa chini ya hali ya hewa. Mawe yenye thamani zaidi ya kisayansi ni yale yaliyokusanywa mara baada ya kuanguka, au sampuli za Antarctic zilizohifadhiwa katika hali ya karibu ya kawaida na barafu.

\(\PageIndex{1}\)Jedwali linafupisha mzunguko wa tukio la madarasa tofauti ya meteorites kati ya kuanguka, kupata, na makundi ya Antarctic.

Jedwali\(\PageIndex{1}\): Upepo wa Matukio ya Madarasa ya Meteorite

Hatari	Falls (%)	Hupata (%)	Antarctic (%)
Mawe ya kale	88	51	85
Mawe tofauti	8	2	12
Irons	3	42	2
Stony-chuma	1	5	1

Miaka na Nyimbo za Meteorites

Haikuwa mpaka umri wa meteorites ulipimwa na nyimbo zao zilichambuliwa kwa undani kwamba wanasayansi walithamini umuhimu wao wa kweli. Meteorites ni pamoja na vifaa vya zamani na vya kale zaidi vinavyopatikana kwa ajili ya utafiti wa moja kwa moja katika maabara. Miaka ya meteorites ya mawe inaweza kuamua kutokana na kipimo cha makini cha isotopu za mionzi na bidhaa zao za kuoza. Karibu meteorites zote zina umri wa mionzi kati ya miaka bilioni 4.50 na 4.56, kama umri wowote tuliyopima katika mfumo wa jua. Isipokuwa chache vijana ni miamba ya moto ambayo yameondolewa kutokana na matukio ya cratering juu ya Mwezi au Mars (na wamefanya njia yao duniani).

Umri wa wastani wa meteorites wengi wa kale, uliohesabiwa kwa kutumia maadili sahihi zaidi sasa inapatikana kwa nusu ya maisha ya mionzi, ni miaka bilioni 4.56, na kutokuwa na uhakika wa chini ya miaka bilioni 0.01. Thamani hii (ambayo tunaizunguka hadi miaka bilioni 4.5 katika kitabu hiki) inachukuliwa ili kuwakilisha umri wa mfumo wa jua-wakati tangu yabisi ya kwanza ilipunguzwa na kuanza kuunda kuwa miili mikubwa.

Uainishaji wa jadi wa meteorites katika chuma, mawe, na mawe ya mawe ni rahisi kutumia kwa sababu ni dhahiri kutokana na ukaguzi ni aina gani ya meteorite inayoingia (ingawa inaweza kuwa vigumu sana kutofautisha jiwe la meteoritic kutoka mwamba wa nchi). Zaidi ya kisayansi muhimu, hata hivyo, ni tofauti kati ya meteorites primitive na tofauti. Meteorites zilizotofautishwa ni vipande vya miili mikubwa ya mzazi iliyoyeyushwa kabla ya kuvunja, kuruhusu vifaa vya denser (kama vile metali) kuzama kwenye vituo vyao. Kama miamba mingi duniani, wamekuwa chini ya kiwango cha reshuffling kemikali, na vifaa mbalimbali yamepangwa kulingana na wiani. Meteorites tofauti ni pamoja na chuma, ambayo hutoka kwa vipande vya chuma vya miili yao ya wazazi; mawe ya mawe, ambayo pengine yanatokea katika mikoa kati ya msingi wa chuma na vazi la mawe; na baadhi ya mawe ambayo yanajumuisha vazi au vifaa vya ukanda kutoka kwa miili yao ya wazazi tofauti.

Meteorites Wengi Primitive

Kwa habari juu ya historia ya mwanzo ya mfumo wa jua, tunageuka kwenye meteorites ya primiti—yale yaliyotengenezwa kwa vifaa ambavyo havikuwa chini ya joto kubwa au shinikizo tangu kuundwa kwao. Tunaweza kuangalia wigo wa jua uliojitokeza kutoka asteroids na kulinganisha nyimbo zao na zile za meteorites za kale. Uchunguzi huo unaonyesha kwamba miili yao ya wazazi ni karibu asteroids. Kwa kuwa asteroids huaminika kuwa vipande vilivyoachwa kutoka kwenye mchakato wa malezi ya mfumo wa jua, ni busara kwamba wanapaswa kuwa miili ya mzazi ya meteorites ya kale.

Wengi wa meteorites ambayo hufikia Dunia ni mawe ya kale. Wengi wao hujumuisha silika za kijivu za rangi nyekundu na nafaka za metali zilizochanganywa ndani, lakini pia kuna kundi muhimu la mawe nyeusi inayoitwa meteorites ya carbonaceous. Kama jina lao linavyoonyesha, meteorites hizi zina kaboni, lakini pia tunapata molekuli mbalimbali za kikaboni tata ndani yao—kemikali zinazotokana na kaboni, ambazo duniani ni vitalu vya ujenzi wa kemikali vya maisha. Aidha, baadhi yao yana maji yaliyofungwa na kemikali, na wengi hupunguzwa katika chuma cha metali. Asteroids ya carbonaceous (au C-aina) hujilimbikizia sehemu ya nje ya ukanda wa asteroid.

Miongoni mwa muhimu zaidi ya meteorites hizi kuwa meteorite Allende, akaanguka katika Mexico (tazama. Mtini.\(\PageIndex{4}\)), Murchison meteorite, akaanguka katika Australia (katika 1969), na Tagish Ziwa meteorite, ambayo nanga katika majira ya baridi snowdrift juu ya Tagish Ziwa, Canada, mwaka 2000. (Bits tete za nyenzo za giza kutoka meteorite ya Ziwa la Tagish zilionekana kwa urahisi dhidi ya theluji nyeupe, ingawa kwa mara ya kwanza walikosea kwa majani ya mbwa mwitu.)

Meteorite ya Murchison (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)) inajulikana kwa aina mbalimbali za kemikali za kikaboni ambazo zimetoa. Wengi wa misombo ya kaboni katika meteorites ya carbonaceous ni ngumu, vitu vya tarlike vinavyopinga uchambuzi halisi. Murchison pia ina 16 amino asidi (vitalu vya ujenzi wa protini), 11 ambazo ni chache duniani. Jambo la ajabu zaidi kuhusu molekuli hizi za kikaboni ni kwamba zinajumuisha namba sawa na ulinganifu wa molekuli wa kulia na wa kushoto. Asidi amino zinaweza kuwa na aina yoyote ya ulinganifu, lakini maisha yote duniani yamebadilika kwa kutumia matoleo ya mkono wa kushoto tu kutengeneza protini. Uwepo wa aina zote mbili za amino asidi huonyesha wazi kwamba wale walio katika meteorites walikuwa na asili ya nje.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\) Murchison Meteorite. Kipande cha meteorite kilichoanguka karibu na mji mdogo wa Murchison, Australia, kinaonyeshwa karibu na sampuli ndogo ya nyenzo zake katika tube ya mtihani, inayotumiwa kwa uchambuzi wa maandalizi yake ya kemikali.

Asidi amino hizi zinazotokea kiasili na molekuli zingine za kikaboni tata huko Murchison—zilizoundwa bila faida ya mazingira ya makao ya sayari ya Dunia-zinaonyesha kwamba kiasi kikubwa cha kemia ya kuvutia lazima iwe imetokea wakati mfumo wa jua ulikuwa unatengeneza. Ikiwa ndivyo, basi labda baadhi ya vitalu vya ujenzi wa Masi duniani viliwasilishwa kwanza na meteorites ya kale na comets. Hili ni wazo la kuvutia kwa sababu sayari yetu ilikuwa pengine ya moto sana kwa vifaa vya kikaboni vinavyoweza kuishi historia yake ya mwanzo. Lakini baada ya uso wa Dunia kilichopozwa, vipande vya asteroid na comet ambavyo vilipiga vinaweza kuimarisha usambazaji wake wa vifaa vya kikaboni.

Dhana muhimu na Muhtasari

Meteorites ni uchafu kutoka nafasi (hasa vipande vya asteroid) vinavyoishi kufikia uso wa Dunia. Meteorites huitwa hupata au huanguka kulingana na jinsi wanavyogunduliwa; chanzo cha uzalishaji zaidi leo ni kofia ya barafu ya Antarctic. Meteorites huwekwa kama chuma, mawe ya mawe, au mawe kulingana na muundo wao. Mawe mengi ni vitu vya kale, vilivyotokana na asili ya mfumo wa jua miaka bilioni 4.5 iliyopita. Ya kwanza zaidi ni meteorites ya carbonaceous, kama vile Murchison na Allende. Hizi zinaweza kuwa na idadi ya molekuli za kikaboni (kaboni).

faharasa

meteorite ya chuma

meteorite linajumuisha hasa ya chuma na nickel

kimondo

sehemu ya Meteor kwamba aliyesalia kifungu kwa njia ya anga na mgomo wa ardhi

meteorite ya mawe

meteorite linajumuisha zaidi ya vifaa stony, ama primitive au kutofautishwa

meteorite ya mawe ya chuma

aina ya meteorite tofauti ambayo ni mchanganyiko wa vifaa vya nickel-chuma na silicate