Какие редкие элементы получаются из астероидов, падающих на Землю

Автор

1. Ник Тиммс Старший преподаватель, Кертинский университет

Заявление о раскрытии информации

Ник Тиммс получил финансирование от гранта UK IODP NERC для изучения керна, извлеченного из кратера Чиксулуб в Мексиканском заливе во время 364-й экспедиции IODP/ICDP в 2016 году.

Партнеры

Университет Кертина предоставляет финансирование в качестве члена The Conversation AU.

Об открытии редкого минерала (реидита) в структуре удара метеорита Вудли в Западной Австралии было опубликовано на этой неделе почетным студентом Университета Кертина Морганом Коксом и его коллегами.

Рейдит и другие минералы иногда образуются при падении метеоритов на Землю.

Это требует определенного стечения обстоятельств. Сообщалось только о шести предыдущих открытиях реидита.

Вот что происходит, когда метеорит врезается в Землю.

Камни из космоса

Наша планета постоянно подвергается бомбардировке метеоритами — камнями из космоса — с момента ее образования около четырех с половиной миллиардов лет назад.

Эти объекты включают скалистые и металлические астероиды, кометы и другие обломки, оставшиеся после образования Солнечной системы, фрагменты горных пород, выброшенные с поверхности планеты в результате ударов, и, возможно, даже редких посетителей, которые путешествовали из-за пределов нашей Солнечной системы.

Размер космических объектов варьируется от крошечных частиц до огромных астероидов. Обычно они движутся к нам со скоростями в несколько километров в секунду — так называемыми гиперскоростями.

К счастью для нас, чаще всего встречаются небольшие камни, и атмосфера Земли одновременно замедляет их движение, сжигает и разрушает. Мы часто можем видеть, как это происходит в виде огненных шаров и метеоритных дождей. Любые уцелевшие куски горных пород свободно падают на поверхность Земли, чтобы быть собранными в виде метеоритов.

Команда Fireballs in the Sky в Университете Кертина располагает удивительной сетью камер, позволяющих отслеживать летящие огненные шары и предсказывать окончательное местонахождение метеоритов на суше, а также выяснять, откуда в Солнечной системе они прибыли. Таким образом, они сделали несколько великих открытий метеоритов.

Некоторые камни никогда не совершают окончательной посадки.Некоторые из них могут также произвести воздушный взрыв — волну атмосферного давления, которая может нанести ущерб, как в Челябинске в России в 2013 году. Здесь астероид диаметром примерно 20 метров и движущийся со скоростью 19 км в секунду взорвался примерно в 30 км над землей, вызвав взрыв, который Достаточно сильно было выбито окна зданий в шести близлежащих городах.

Слишком большой, чтобы замедлить

Некоторые приближающиеся камни слишком велики, чтобы наша атмосфера могла их замедлить, и они встречаются гораздо реже.

Они врезаются в Землю на сверхскоростях, что придает огромное количество энергии и вызывает ударные кратеры. Размер ударного кратера в основном зависит от размеров, плотности и скорости метеорита.

В Австралии есть много известных ударных кратеров, таких как Вулф-Крик в Кимберли и Госсес-Блафф возле Алис-Спрингс. Мы также знаем о кратерах, которые теперь погребены под слоями недавних осадочных пород, таких как Вудли, Западная Австралия.

Во всем мире на Земле было обнаружено около 190 ударных кратеров (или их разрушенных остатков) — намного меньше, чем, по прогнозам ученых, должно было образоваться за всю историю Земли.

Это связано с тем, что поверхность Земли является довольно динамичным местом, а процессы эрозии и тектоники плит со временем стирают следы ударных кратеров.

Диаметр известных кратеров варьируется от нескольких метров до нескольких сотен километров, а возраст варьируется от нескольких тысяч лет до примерно двух миллиардов лет.

В новейшей истории ударные кратеры не образовывались, поэтому ученые полагаются на изучение древних кратеров в сочетании с лабораторными экспериментами и компьютерным моделированием, чтобы выяснить, что происходит во время таких катастрофических событий.

Скорость и давление

Событие сверхскоростного удара подвергает ударный элемент (то есть камень, прибывающий из космоса) и «нулевые» целевые породы под огромным давлением, которое распространяется по Земле в виде ударной волны со скоростью, превышающей скорость звука.

Нередко горные породы достигают давления в десятки и даже сотни гигапаскалей, что эквивалентно давлению в сто миллиардов раз выше давления земной атмосферы. Даже за доли секунды, которые горные породы проводят при таком давлении, некоторые минералы превращаются в новые минералы «высокого давления».

Когда ударная волна проходит, тепловая энергия вырабатывается за счет высвобождения высокого давления. Это может нагреть камни настолько, что они расплавятся, а во многих случаях даже полностью испарят метеорит и камни в эпицентре.

Ударные волны также наносят большой ущерб горным породам. Они могут расколоться на осколки и вылететь высоко в атмосферу и даже в космос, оставив после себя чашеобразный кратер.

В конце концов ударная волна теряет энергию, поэтому она замедляется и становится менее разрушительной, и распространяется по Земле в виде сейсмических волн, подобных тем, которые излучаются во время землетрясения.

Земля изменилась навсегда

Во время крупных столкновений, таких как то, что вызвало вымирание динозавров, и 180-километровый кратер Чиксулуб в Мексиканском заливе, центр кратера выталкивается вверх, образуя центральный пик или пиковое кольцо.

Весьма тревожно думать, что все эти вещи происходят в течение нескольких секунд или минут после удара и могут оставить долговременные шрамы на поверхности Земли, вызвать значительные экологические последствия и даже привести к массовому вымиранию.

Ударные кратеры — это реликты действительно катастрофических событий на Земле. Образование редких минералов — лишь один из возможных исходов, когда горные породы попадают из космоса.