Ученые смоделировали процесс образования Челябинского метеорита
Группа ученых из Уральского федерального университета (УрФУ) смоделировали, как могла образоваться сцементированная горная порода Челябинского метеорита. Статья с исследованием опубликована в журнале Planetary and Space Science, кратко о нем рассказали в пресс-службе вуза.
Челябинский метеорит — это самый крупный фрагмент небольшого по размеру астероида (диаметр — около 20 м, масса — 13 000 тонн), который вошел в атмосферу Земли 15 февраля 2013 года. Астероид на высоте от 15 до 25 км над поверхностью Земли взорвалось, из-за чего образовалось множество обломков. Самые крупные фрагменты упали в окрестностях озера Чебаркуль в Челябинской области. От ударной волны во время взрыва в регионе пострадали более 1600 человек.
Ранее ученые считали, что астероид, который стал прародителем Челябинского метеорита, пережил от 4 до 8 столкновений с небесными телами. Чтобы проверить это предположение ученые под руководством профессора Виктора Гроховского вырезали из найденных фрагментов метеорита сферический образец диаметром 4 см. По составу он был максимально близок первоначальному веществу родительского астероида. Затем образцы поместили в вакуумный стальной контейнер с толщиной стенки в 6 мм и произвели с его внешней стороны взрыв. В результате на образец действовало давление от 15 до 400 ГПа и температура до 1100 °С.
После эксперимента сферу охладили до комнатной температуры, распилили на тонкие срезы и исследовали его при помощи микроскопа.
Изменения, которые произошли с веществом метеорита оказались очень похожи на то, что происходило с ним во время падения на Землю и взрыва. Ученые проанализировали результаты исследований и пришли к выводу, что состав и структура метеорита сформировались после всего одного такого столкновения.
Виктор Гороховский и его команда считают, что все вкрапления из разных фрагментов метеорита образовались именно во время этого единственного удара. Часть пород после столкновения расплавилась, а затем остыла и затвердела.
«По составу и структуре металлов и силикатов в веществе метеорита мы установили, что оно залегало в глубине родительского астероида. Небесное тело подверглось ударному воздействию. При столкновении астероида с другим космическим объектом на просторах Солнечной системы образовался расплав пород. Участки расплава в Челябинском метеорите имеют серый цвет, в них включены светлая литология и окаймляющая ее темная литология. Темная литология — это те фрагменты, которые попали в расплав и частично расплавились, оставшись в составе родительского астероида под действием его гравитации. Это схоже с тем, что происходит в ударных кратерах и на Земле, и на безвоздушных астероидах», — рассказывает Виктор Гроховский.
На то, что метеорит состоит из вещества, которое переходило из расплавленного жидкого состояния в твердое, указывают и усадочные трещины. Они формируются, когда при затвердевании вещество сжимается. Исследователи предполагают, что именно из-за этих трещин Челябинский астероид распался на множество осколков при падении на Землю.
Подобные исследования имеют важное практическое значение. Благодаря им наука может увереннее распознавать, небесные тела какого состава и строения — из камня, металла, льда и так далее — приближаются к Земле.
«В апреле 2029 года нас ждет встреча с астероидом Apophis. Его размер — 350 м, масса в 5000 раз больше массы Челябинского метеорита, траектория пройдет всего в 38 000 км от Земли, это всего лишь десятая доля расстояния до Луны, что ниже орбит некоторых спутников. Результаты нашего эксперимента будут способствовать “идентификации личности” Apophis», — заявил Гроховский, который в начале ноября принял участие в конференции НАСА, посвященной организации «приема» этого астероида.
Ударный эксперимент проводился в Российском федеральном ядерном центре — Всероссийском научно-исследовательском институте технической физики в Снежинске (Челябинская область). Спектральные исследования образца были проведены представителями УрФУ в коллаборации с Институтом геологии и геохимии Уральского отделения РАН, Хельсинским университетом, Германским аэрокосмическим центром и поддержаны Министерством науки и высшего образования РФ, Российским фондом фундаментальных исследований, Академиями наук Финляндии и Чехии, Центром исследований астероидов и лунной поверхности НАСА.
Фото: Shutterstock, Разиль Муфтахетдинов