Rodzaje meteorytów

Meteoryty, podobnie jak skały na Ziemi, znacznie różnią się składem, strukturą i historią powstania. Najprostszy podział wyróżnia trzy główne grupy: meteoryty kamienne, żelazne oraz kamienno-żelazne. W ich obrębie istnieje jednak wiele typów i podtypów, które pozwalają naukowcom odtwarzać procesy zachodzące w pierwszych milionach lat historii Układu Słonecznego.

Niektóre meteoryty są niemal niezmienioną materią, z której powstawały planety. Inne są fragmentami skorup, płaszczy lub metalicznych jąder dawnych planetoid. Są też skały wybite przez uderzenia z powierzchni Księżyca i Marsa.

Meteoryty kamienne – zdecydowanie najczęstsze

Największą grupę stanowią meteoryty kamienne. Wśród obserwowanych upadków zdecydowanie dominują – stanowią ponad 90% klasyfikowanych meteorytów, choć dokładne proporcje zależą od sposobu zestawienia danych.

Wśród znalezisk ich udział może być mniejszy. Meteoryty żelazne są znacznie łatwiejsze do rozpoznania, bardziej odporne na wietrzenie i mogą być wykrywane za pomocą detektorów metali. Meteoryt kamienny może natomiast na pierwszy rzut oka wyglądać jak zwyczajny, ziemski kamień.

Meteoryty kamienne dzielimy na dwie zasadnicze grupy: chondryty i achondryty.

Nazwa pochodzi od greckiego „chondros”, czyli „ziarno”, i nawiązuje do charakterystycznych, kulistych struktur nazywanych chondrami.

Chondry mają zwykle od ułamków milimetra do kilku milimetrów średnicy. Powstały około 4,56 mld lat temu, gdy niewielkie porcje pyłu i materiału krzemianowego w młodym Układzie Słonecznym zostały gwałtownie stopione, a następnie szybko zestalone. Dokładny mechanizm ich powstawania nadal jest przedmiotem badań. Wiadomo jednak, że proces zachodził jeszcze zanim z drobnej materii powstały duże planetoidy i planety. Chondry zostały następnie połączone z pyłem i innymi składnikami w większe ciała macierzyste.

Najważniejszą cechą chondrytów jest to, że ich ciała macierzyste nie uległy całkowitemu stopieniu i zróżnicowaniu na jądro, płaszcz i skorupę. Dzięki temu zachowały bardzo pierwotną materię Układu Słonecznego.

W niektórych chondrytach znajdują się jeszcze starsze od chondr jasne skupienia minerałów, nazywane inkluzjami wapniowo-glinowymi – CAI (calcium-aluminium-rich inclusions). Ich wiek wynosi około 4,567–4,568 mld lat. Są uznawane za jedne z pierwszych ciał stałych, które skondensowały w dysku protoplanetarnym otaczającym młode Słońce. Wiek CAI jest dlatego przyjmowany jako jeden z najważniejszych punktów odniesienia dla początku Układu Słonecznego.

Meteoryt może więc zawierać materiał starszy niż sama Ziemia.

Drugą dużą grupą meteorytów kamiennych są achondryty. Jak wskazuje ich nazwa, nie zawierają typowych chondr. Powstały w ciałach, które zostały przynajmniej częściowo stopione i podlegały procesom magmowym. Pod tym względem przypominają ziemskie skały magmowe.

W młodym Układzie Słonecznym część planetoid została silnie ogrzana, m.in. dzięki rozpadowi krótkożyciowych izotopów promieniotwórczych. Jeżeli temperatura była wystarczająco wysoka, wnętrze planetoidy topiło się. Cięższe metale przemieszczały się ku środkowi, a krzemiany tworzyły płaszcz i skorupę.

Późniejsze zderzenia rozbijały takie ciała, uwalniając fragmenty ich skorup i płaszczy. Część z nich trafia dziś na Ziemię jako achondryty. Do szeroko rozumianych achondrytów zalicza się również meteoryty pochodzące z Księżyca i Marsa.

Meteoryty żelazne składają się przede wszystkim z żelaza i niklu z domieszkami innych pierwiastków. Stanowią tylko niewielki procent obserwowanych upadków, ale są nadreprezentowane wśród historycznych znalezisk. Duży fragment żelaza i niklu znacznie łatwiej odróżnić od większości ziemskich skał niż niewielki chondryt. Meteoryty żelazne są także bardzo gęste i zwykle silnie reagują na magnes.

Nie wszystkie meteoryty żelazne muszą pochodzić z centralnych jąder ciał macierzystych – część mogła powstawać również w dużych zbiornikach stopionego metalu w innych warunkach.

Przecięta, wypolerowana i odpowiednio wytrawiona powierzchnia niektórych meteorytów żelaznych ujawnia niezwykły geometryczny wzór. Są to figury Widmanstättena, tworzone przez przerosty dwóch stopów żelaza i niklu – kamacytu i taenitu. Struktury te powstały podczas niezwykle powolnego chłodzenia metalu we wnętrzu ciała macierzystego. Proces trwał miliony lat, a temperatura mogła spadać zaledwie o kilka–kilkaset stopni na milion lat, zależnie od ciała i głębokości. Tak powolne chłodzenie nie może zachodzić w niewielkim kawałku metalu na powierzchni. Figury Widmanstättena są więc zapisem czasów, gdy meteoryt znajdował się głęboko we wnętrzu znacznie większego ciała.

Najrzadszą z trzech podstawowych grup są meteoryty kamienno-żelazne. Są bardzo rzadkie i stanowią około 1–2% klasyfikowanych meteorytów, zależnie od przyjętego zestawienia. Zawierają znaczące ilości zarówno metalu żelazowo-niklowego, jak i minerałów krzemianowych. Dzielimy je przede wszystkim na pallasyty i mezosyderyty.

Pallasyty należą do najbardziej efektownych meteorytów. Składają się z kryształów oliwinu otoczonych metalem żelazowo-niklowym. Po przecięciu na cienkie płytki i podświetleniu kryształy niektórych okazów stają się półprzezroczyste i przybierają żółte, zielone lub bursztynowe barwy.

Drugą ważną grupą meteorytów kamienno-żelaznych są mezosyderyty. Są to brekcje złożone z fragmentów skał krzemianowych wymieszanych z metalem żelazowo-niklowym. Ich powstanie najprawdopodobniej wymagało potężnych zderzeń ciał planetarnych. Materiał pochodzący z różnych części zróżnicowanej planetoidy został rozkruszony, przemieszany, a następnie ponownie zespolony.