"Я прошу Ваше Высокородие сообщить Академии, что имею у себя массу самородного железа, смешанную с горной породой, найденную на горе около ручья Кокса, который недалеко от Абакана впадает в Енисей. Но так как она весит около 30 пудов и из-за вязкости железа ее нелегко разбить на куски, то я ожидаю, распоряжения Академии относительно того, должен ли я переслать ей оное железо целиком, для чего потребуется, по меньшей мере, две подводы. Эта масса сама по себе является подлинной достопримечательностью, потому что самородное железо до сего времени вызывало у минералогов сильное сомнение, а теперь сомнение в основном устраняется". 21 января 1772 года, действительный член Российской академии - Петр Симон Паллас.
Около двухсот лет назад, на стыке двух старых наук - астрономии и геологии, возникло третье полунебесное, полуземное научное направление - метеоритика. Строго говоря, метеоритика, это раздел естествознания посвященный изучению космического вещества выпадающего на земную поверхность в виде каменных и железных осколков - метеоритов. Родоначальником метеоритики, принято считать физика, члена корреспондента Российской академии наук, Эрнста Хладни доказавшему внеземное происхождение "небесных камней" - метеоритов. Несмотря на утверждение Французской академии, что камни не могут падать с неба, метеоритика прочно вошла в научный мир, закрепив свой приоритет рядом крупнейших находок небесных посланников. В прошлом их называли аэролитами - "воздушными камнями". А, болиды - "огненные шары" пролетающие по небу, долгое время относили к атмосферным явлениям. Один из первых найденных аэролитов во Франции в 1492 году недалеко от города Энзисгейма, весом в 127 килограммов приковали к стенам храма с любопытным изречением на латинском языке: "De hok multi multa, omnes aliquid, nemo salis", что в переводе звучит примерно так: "Об этом камне многие знают много, каждый что-нибудь, но никто достаточно". Что, верно, то, верно, мы до сих пор не можем понять природу некоторых из них. Взять хотя бы тектиты, стекловидные космические тела очень редкого вида.
Все известные метеориты, можно разделить на три основных класса: железные, каменные и железокаменные. Статистика неумолимо постулирует вероятность находки всех трех типов в следующем соотношении: более 60% найденных метеоритов приходится на железные, объяснение этому простое - их легче обнаружить из-за необычности внешнего вида, так как куски самородного железа в природе встречаются не так уж часто. Примером может служить знаменитый сибирский метеорит «Палласово Железо» найденный в 1749 году. Железные метеориты по большей части состоят из никелистого железа, не встречающегося в земных горных породах. Кроме того, особенностью метеоритов данного типа является сложная кристаллическая структура наблюдаемая после полировки.
Каменные метеориты встречаются гораздо реже, они составляют около 26% находок. Их не так просто отличить от земных пород даже специалисту. По своему составу, помимо никеля, метеориты этого класса включают силикаты. Каменные метеориты делятся на два подкласса: хондриты и ахондриты. Хондриты получили свое названия из-за сферических включений - хондр. Сравнительно небольших размеров шариков от микроскопических зёрен до горошины. Ахондриты таких включений не содержат.
Оставшиеся 14% находок приходятся на железо-каменные, состоящих из силикатов, чаще всего прозрачного жёлто-зелёного минерала оливина и никелистого железа. Наиболее распространёнными химическими элементами, встречающимися в метеоритах являются: Al, Fe, Ca, О, Si, Mg, Ni, S.
А вот статистика падений на поверхность Земли, обнаруживает другое, прямо противоположное соотношение: 96% упавших метеоритов - каменные, около 4% - железные, а железокаменные встречаются крайне редко. Нетрудно понять, что это последнее распределение соответствует соотношению космического вещества в нашей Солнечной системе. Именно этим качеством более всего интересуются ученые, изучающие состав и свойства "небесных камней".
Как утверждают специалисты, нет метеоритов с яркой окраской. Это вызвано тем, что в период их образования они не подвергались окислительным процессам. И это понятно, в Солнечной системе, лишь земная атмосфера содержит большое количество кислорода.
Отличительной особенностью почти всех найденных метеоритов является темная кора плавления, возникающая при их скоростном движении в атмосфере Земли. Ведь первоначальная скорость столкновения с воздушной оболочкой Земли огромна и может достигать 72 км/сек. При полете каменная или железная глыба, вращаясь в атмосфере, интенсивно обдувается разогретым воздушным потоком. Начинает оплавляться, меняя свою первоначальную форму. На ней образуются своеобразные углубления - регмаглипты, что в переводе с греческого означает «вырезанные углубления». И действительно, регмаглипты более всего походят на оспины, иногда на отпечатки пальцев на поверхности обожженного метеорита. В среднем их размеры составляют около 1/10 от размеров метеорита.
Существует один из редких видов «нетипичных» метеоритов, так называемые тектиты. Или, как их еще называют - «стеклянные метеориты». По составу, это в основном соединение кремния с кислородом – кремнезем. Особенность тектитов заключается в том, что в отличие от обычных метеоритов, они распределены по Земле огромными полями до нескольких тысяч километров. А самое главное, до сих пор неустановленно, как и от куда они попали на Землю.
Движение всех тел в Солнечной системе, включая будущие метеориты, подчинено строгим законам небесной механики. Минимальная скорость подлета к Земле, равна второй космической скорости. Много это или мало? В масштабах Солнечной системы, скорость 11,2 километра в секунду незначительна, но и она дает камешку массой всего в один грамм огромную кинетическую энергию в 60 килоджоулей. Ее вполне достаточно чтобы разрушить межмолекулярные связи в момент резкого торможения. В таких случаях происходит тепловой взрыв. И тогда мы видим вспышку яркого метеора.
Движение метеоритов в атмосфере и их падение на Землю происходит не так просто, как может показаться с первого взгляда. Теоретические расчеты дают целый спектр разнообразных выводов. Метеорит, летящий в земной атмосфере со скоростью десять километров в секунду, уже на высоте около 15 километров будет подвергаться лобовому давлению в 100 килограммов на один квадратный сантиметр. Очевидно, что такие нагрузки приведут к активному дроблению основной массы вещества, резкой потере скорости, а затем к выпадению осколков. На земной поверхности, раздробленные осколки распределятся в виде эллипса рассеяния. Его вытянутость будет зависеть от угла наклона траектории. В передней части эллипса выпадут наиболее крупные фрагменты, а по мере удаления к тыловой, более мелкие. То есть, произойдет своеобразная сепарация (разделение) по массе. Высота дробления, помимо скорости, будет зависеть еще от структуры вещества, и от аэродинамических условий движения тела. В зависимости от массы и состава, метеорит будет тормозиться, в земной атмосфере, дробиться, а в конце пути погасит свою скорость. Обычно, на месте падения образуется лунка или яма соизмеримая с его размерами. При высоких скоростях, составляющих более 3 км/сек, на месте падения метеорита, образуется кратер. У специалистов даже есть такой термин - кратерообразующий метеорит.
По своим размерам и механизму образования кратеры принято разделять на два типа: ударные и взрывные. Первый тип возникает вследствие падения метеоритов с относительно небольшой скоростью 100-500 метров в секунду. Размеры кратеров в этом случае не превосходят 10-20 метров. Соотношение глубины и диаметра примерно равно 1:5. При ударе происходит дробление, выбрасывание, переворачивание грунта и разброс осколков метеорита. Крупные массы железных метеоритов из-за большой механической прочности часто остаются на дне воронок. Нагрев всей массы вещества при образовании ударного кратера сравнительно невелик. Так образовались ударные кратеры на месте падения известного Сихотэ-Алиньского железного метеорита (12.02.1947 г., поперечник 27 метров), кратер Стерлитамак (19.05.1990 г., поперечник 10 метров), и др.
Другое дело, когда скорость столкновения превышает 3 км/сек. Физический механизм разрушения в этом случае будет носить качественно новый характер. При таких скоростях вещество метеорита подвергается столь сильному сжатию и нагреву, что оно мгновенно превращается в перегретый газ. По сути явления происходит взрыв. Вещество метеорита, по своим свойствам, равнозначно действию взрывчатки. Очевидно, чем выше скорость, тем эффективнее взрыв. При скорости 5 километров в секунду эквивалент выброшенной массы земной породы равен массе метеорита. То есть 1:1. Если принять во внимание, что скорость столкновения космического вещества с Землей может достигать десятков километров в секунду, то становится понятным, почему раны от этих "встреч" составляют десятки, а иногда и сотни километров. Следы таких встреч называют астроблемами, что в переводе означает «звездные раны». Подобные кратеры имеют целый ряд специфических особенностей: высокие валы, наличие вздыбленных пластов по краям, в известняковых породах образуется каменная мука и конуса разрушений. При высокотемпературных воздействиях на минералы, возникают такие модификации, как селикоглас, коэсит, алмаз. Глубина таких кратеров соотносится к диаметру как 1:10. Взрывные кратеры это следы гигантских космических катастроф к счастью случающихся не столь часто. Именно поэтому молодых взрывных кратеров не так уж много. По оценкам специалистов, если бы взрыв Тунгусского метеорита произошел на поверхности земли, образовался кратер диаметром от 700 до 1000 метров. Из известных взрывных можно назвать Аризонский кратер (США) поперечником в 1,2 км., Попигайский кратер (Россия) поперечником в 100 км., кратер Чиксулуб (Мексика) поперечником в 180 км., кратер Маникуаган (Канада) поперечником в 100 км. и др. В настоящее время специалисты насчитывают боле 230 больших кратера.
Впрочем, известны случаи, когда метеориты, пролетая в атмосфере не падали на землю. Хорошей иллюстрацией является поток метеороидов Кириллиды. 9 февраля 1913 г. его наблюдали многие жители североамериканского материка. Вот как описал это событие канадский астроном Ц.Хант: «Около 9 часов 05 минут вечера в северо-западной части неба вдруг появилось огненно-красное тело, быстро приближающееся и растущее по величине; через некоторое время за ним показался длинный хвост... Струящийся хвост был такого же цвета, как голова, что создавало впечатление полета ракеты; но в отличие от ракеты тело не обнаруживало тяготения к Земле. Оно странным образом двигалось вперед по совершенно горизонтальной линии величественно и неторопливо, продолжая идти по этому курсу без видимого спада к Земле, и, достигнув юго-восточного края, спокойно исчезло вдали. ...Едва прошло удивление, вызванное первым метеором, как в том же самом месте на северо-западе появились другие тела. Они двигались вперед таким же неторопливым шагом, попарно, по три и по четыре, с тянущимися за ними хвостами, но не такими яркими, как в первом случае. И все они пересекли одну и ту же точку в юго-восточной части неба... После исчезновения этих тел во многих случаях был отчетливо слышен грохот, подобный отдаленному грому или шуму экипажа, проезжающего по неровной дороге или через мост. В некоторых случаях были слышны три таких звука, следующих с короткими интервалами. Большое число людей чувствовало при этом сотрясение земли или дома... Полная продолжительность этого явления не была определена очень точно и составляла, по-видимому, 3,3 минуты».
Подобное явление относится к числу метеорных явлений, т.е. происходящих в атмосфере Земли. Небольшие частицы космического вещества, массой до нескольких граммов, с огромными скоростями влетают в атмосферу и сгорают на высотах 120 – 80 км. Крупные частицы, проникают глубже. Их полет, и сгорание выглядит более эффектно. Яркие метеоры в этом случае называют болидами. Очевидно, что наиболее массивные фрагменты, выпадают на землю в виде метеоритов, но они чаще связаны с астероидами, т.е. малыми планетами.
Ежегодно наша планета сталкивается, как с отдельными (спорадическими) метеорными частицами, так и с целыми метеорными потоками. Происходит это из-за того, что орбита Земли пересекается с орбитами метеорных роев. Последние, как оказалось, связаны со старыми кометами. Из-за многократного подлета комет к Солнцу, лед постепенно испаряется, и на орбите остаются, лишь твердые частицы пыли и метеорного вещества. Со временем пыль «выдувается» солнечным ветром, а сгустки крупных частиц разлетаются по орбите. Так примерно и выглядит образование метеорного потока. Крайне редко Земля пересекает наиболее плотную часть потока, и тогда мы имеем возможность наблюдать метеорный дождь. Одним из наиболее известных потоков, дающим звездные дожди является метеорный поток Леониды.
Свое название метеорные потоки получили от названий созвездий, в которых расположены их радианты. Именно оттуда, из радиантов, вылетают метеоры.
Главные метеорные потоки года
|
Название |
Дата действия и максимума |
Часовое число |
Связь с кометой |
|
Квадрантиды |
01.01 - 04.01 03.01 |
до 50 |
- - - - - |
|
Лириды |
19.04 – 24.04 21.04 |
12 |
Комета 1853 II |
|
Эта Аквариды |
27.04 – 11.05 05.05 |
12 |
Комета Галлея |
|
Бета Тауриды |
24.06 - 06.07 29.06 |
(дневной) |
Комета Энке |
|
Бета Аквариды |
15.07 – 18.08 28.07 |
12 |
- - - - - |
|
Персеиды |
25.07 – 17.08 12.08 |
60 |
Комета Свифта - Туттля |
|
Ориониды |
14.10 – 26.10 22.10 |
45 |
Комета Галлея |
|
Леониды |
08.11 – 18.11 17.11 |
15 |
Комета Темпеля-Туттля |
|
Геминиды |
25.11– 18.12 13.12 |
до 100 |
- - - - - |