Szczęśliwy rok 1998

Do cięcia meteorytów używa się zwykle wody. Jej użycie powoduje m.in. wypłukanie rozpuszczalnych związków, które mogą przecież występować w meteorytach. Trudno też jest szukać wody w meteorytach, skoro użyliśmy jej do przygotowania próbki.

  O wpływie wody na formowanie się składu i budowy meteorytów wiadomo od dawna. Woda jest bardzo popularnym elementem w Kosmosie. Występuje w postaci pary, cieczy i lodu oraz jako woda konstytucyjna w wielu związkach (minerałach). Na Ziemi występuje w atmosferze, oceanach, rzekach, lodowcach, w skałach i glebie. Wykryto ją na wielu planetach i księżycach. Jest składnikiem komet i meteoroidów. Ale nigdy nie znaleziono wody w postaci cieczy w meteorytach! Tak było do 1998 roku, kiedy to spadły dwa meteoryty: 22 marca Monahans (1998)* w Teksasie w USA i w sierpniu Zag* w Maroko.

Świadkami spadku meteorytu Monahans (1998)* było siedmiu chłopców grających w koszykówkę^[2]. Okaz spadł ok. 25 metrów od nich, na parkingu pomiędzy domami Orlando Lylesa, a Manuela Juareza. Przekazali oni niezwłocznie swoje znalezisko na posterunek policji (w celu sprawdzenia czy nie jest radioaktywne?!). Dnia następnego (poniedziałek) zastępca szeryfa okręgu Ward County w drodze do pracy znalazł na drodze (na asfalcie ulicy N Allen Ave) drugi okaz w odległości ok. 250 m od pierwszego znaleziska. Okazy ważyły 1344 i 1243 g (nie znaleziono dalszych okazów). Świadkowie spadku słyszeli cztery eksplozje (sonic booms). O spadku informowały lokalne media i prasa. Z nich to o meteorytach dowiedział się Everett Gibson z Johnson Space Center (JSC). Udał się do Monahans po próbki i już 24 marca trafiły one do laboratorium w Houston.

  Gdy meteoryt trafił do sterylnego laboratorium, naukowcy (Mike Zolensky i współ.) na świeżym przełamie zobaczyli purpurowe kryształy wielkości do 3 mm (część z nich była euhedralna^[1]). Analiza wykazała, że to fioletowe (niektóre były niebieskie) kryształy halitu (chlorku sodu, NaCl), popularnej soli kuchennej. Swój kolor kryształy NaCl (normalnie bezbarwne) zawdzięczały oddziaływaniu promieniowania kosmicznego i/lub promieniowaniu z rozpadu radioaktywnego patasu-40 (⁴⁰K). Często halitowi towarzyszą małe ziarna sylwinu (chlorku potasu, KCl). Wyodrębniono te małe kryształy halitu i przeprowadzono analizę ich wieku metodą izotopową (wykorzystując izotop ⁸⁷Rb rozpadający się w ⁸⁷Sr). Z datowania wyszło, że kryształy te są tak stare, jak asteroida z której pochodził meteoryt Monahans (1998)* i mają ok. 4,56 miliarda lat!

  Uważna analiza kryształów pozwoliła również zaobserwować małe inkluzje innych minerałów zawarte wewnątrz nich. Poza m.in. krzemianami i ziarnami alotropowych odmian węgla, natrafiono na małe inkluzje ciekłej wody! Wewnątrz prastarych kryształów halitu uwięziona była słona woda (liquid salty water) i małe pęcherzyki pary (vapor bubble). Mając na uwadze staranność w przygotowaniu próbek, należy wykluczyć by były to artefakty (ziemskie zanieczyszczenia). Metodą spektroskopii Ramana potwierdzono, że jest to słona woda, a nie np. dwutlenek węgla. Są to zatem krople wody tak starej, jak sam Układ Słoneczny! Stwierdzono również, że musiały się one utworzyć w temperaturze poniżej 100 stopni Celsjusza.

  Wykrycie dużych kryształów chlorków – halitu i sylwinu – w chondrytach, może wyjaśniać stwierdzony deficyt chloru w chondrytach w porównaniu ze składem Słońca. Być może chlorki są wypłukiwane z meteorytów po ich spadku na Ziemię? Pierwotna woda, która posłużyła do utworzenia kryształów halitu na ciele macierzystym meteorytów, zapewne już dawno z nich wyparowała. Procesy zderzeń, ogrzewania i agregacji materiału skalnego sprzyjały transportowi wody na powierzchnię. Odparowując z niej umożliwiała tworzeniu się kryształów soli.

  Część chondrytów zwyczajnych zawiera dowody na działanie gorącej wody, więc była ona obecna. Większość ciał macierzystych chondrytów była jednak ogrzana do dostatecznie wysokiej temperatury by skutki oddziaływania wody zostały zniszczone. Alternatywnie, woda mogła być dostarczana przez lodowe asteroidy lub komety. Zderzenie z taki ciałem zasilało regolit na powierzchni, a woda w procesie perkolacji^[3] musiała wypłukiwać część minerałów i tworzyć solne złogi wewnątrz meteoroidu (m.in. kryształy halitu). Zaskakujące jest jednak to, że nie obserwuje się innych produktów oddziaływania wody, takich jak minerały ilaste (uwodnione glinokrzemiany) lub uwodnione tlenki żelaza?!

  Dużo pytań, jak na tak małe kryształki i kropelki

W międzyczasie rozgorzał spór o własność meteorytów. Urzędnicy miejscy twierdzili, że meteoryt spadł na grunty publiczne, więc ich właścicielem jest miasto Monahans (zabierając próbki do badań, Gibson z JSC obiecał, że wrócą one do miasta). Natomiast świadkowie spadku (chłopcy grający w koszykówkę) twierdzili, że meteoryt jest ich własnością. Miasto wkrótce ustąpiło, ale drugi okaz pozostał w mieście i jest wystawiony na widok publiczny. Po badaniach w ośrodku NASA, pierwszy okaz został przekazany chłopcom, a ci sprzedali go w lipcu 1998 roku za pośrednictwem serwisu aukcyjnego Naturalhistoryauction.com, nabywca zapłacił 23000 dolarów. Okaz trafił do Mika Craddock z Big Spring w Teksasie.

Drugi szczęśliwy dla badaczy meteoryt spadł w 1998 roku 4 lub 5 sierpnia w Maroko w okolicy miejscowości Zag. Był to bardzo obfity spadek i wiele świeżych okazów meteorytów trafiło m.in. do Mike Zolenskyego z Johnson Space Center. W nich również wykryto milimetrowej wielkości kryształy halitu.

Oba meteoryty, Monahans (1998)* i Zag*, niczym szczególnym nie wyróżniają się spośród innych chondrytów, z wyjątkiem obecności kryształów halitu. Według badaczy ważnym elementem, który łączył oba spadki, to fakt, że te dwa meteoryty to brekcje. Ta cecha ich budowy miała wielkie znaczenie przy tworzeniu się wykrytych kryształów i zawartej w nich wody. To sugeruje, że inne chondryty będące brekcjami, też mogą zawierać rozpuszczalne sole. Standardowe procedury przygotowywania próbek do badań opierają się na użyciu wody, która niestety rozpuszcza wiele interesujących minerałów. Stąd sugestia naukowców, by w badaniach świeżych spadków postępować tak, by próbki nie zostały skażone ziemskimi zanieczyszczeniami, a szczególnie WODĄ!

Tekst na podstawie artykułu w PSRD.

Monahans (1998)* (źródło: © Zolensky)

Meteoryt Monahans (1998)* (H5; [MBD]). Piękny kryształ halitu. W kryształach halitu tego meteorytu znaleziono wiele inkluzji innych minerałów: oliwinu, piroksenu, magnetytu, grafitu, diamentów (czerwony – węgiel, zielony – grafit, niebieski – diament)  i pojedyncze ziarna węgla.

 Źródło: Zolensky.

Monahans (1998)* (źródło: © APOD)

Meteoryt Monahans (1998)* (H5) spadł 22 marca 1998 roku w USA. W ciągu kilkudziesięciu godzin po spadku okaz(y) trafił do laboratoriów NASA (do Johnson Space Center). Wewnątrz meteorytu natrafiono na małe niebieskawe kryształy halitu domieszkowanego sylwinem (KCl). Największą niespodzianką było zaobserwowanie wewnątrz kryształów małych kropelek wody! (widoczna w centrum na zdjęciu obok). Prawdopodobnie jest to najstarsza odkryta woda, może mieć nawet 4,5 mld lat!

 Źródło: APOD.

Zag* (źródło: © Langs Meteorites)

Meteoryt Zag* (H3-6). Kryształ halitu w małej (~1 mm) szczelinie.

 Źródło: Langs Meteorites.

DOM 08006 (źródło: © ANTMET)

Meteoryt DOM 08006 (chondryt węglisty CO3; [MBD]); znalezisko na Antarktydzie, pole Dominion Range. Niebieski kryształ halitu w małej (~1 mm) szczelinie (vug).

 Źródło: ANTMET.

Zag* (źródło: © CNN)

A blue crystal recovered from a meteorite that fell near Morocco in 1998 (Zag*).

 Źródło: CNN.

Halite crystal (źródło: © CNN)

Halite crystal.

 Źródło: CNN.

Przejrzałem swoje okazy meteorytu Zag*. Niestety były one zapewne cięte z udziałem wody, wiec próżno szukać w nich błękitnych kryształów soli kuchennej. A rozbić – nie mam serca ;-)

W chondrytach węglistych występują również niebieskie kryształy, ale są to zazwyczaj kryształy hibonitu.

Przypisy

[1]  Minerały euhedralne (euhedral) – posiadają w pełni rozwinięty kryształ, którego wzrost nie był zakłócony przez inne sąsiednie kryształy.

[2]  Flavio Armendariz, Eron Hernandez, Javier Juarez, Patrick Lyles, Alvaro Lyles, Jose Felan i Neri Armendariz grali w koszykówkę przed domem Orlando Lyles (adres: 1000 N Main Ave, Monahans, Texas 79756-3200) (źródło: Pecos Enterprise).

[3]  Perkolacja — (z łac. percolate — przecedzać, filtrować) – proces przepływu wody przez stałe podłoże, który powoduje wymywanie lub strącanie substancji (Wikipedia).

Zobacz również

Minerały w meteorytach

Słownik meteorytowy

Meteoryt Ribbeck

Źródła (sources)

Internet.

ANTMET: Antarctic Meteorite Images for Sample DOM 08006.

APOD (Astronomy Picture of the Day) (Sep. 7, 1999): Water Found in Space Rock.

Langs Meteorites (R.A. Langheinrich Meteorites, NYRockman): ASTEROIDAL WATER WITHIN FLUID INCLUSION BEARING HALITE IN ORDINARY CHONDRITES.

MeteoriteStudies: ZAG.

Pecos Enterprise: Monahans has out-of-this world encounter (23 Mar); Meteor splinters over Monahans (26 Mar); Big Spring bid lands meteorite from Monahans (27 Jul); Water found in Monahans meteor (27 Aug).

PSRD (Planetary Science Research Discoveries): Taylor Jeffrey, Purple Salt and Tiny Drops of Water in Meteorites.

CNN: Ashley Strickland, Ingredients for life found in meteorites that crashed to Earth.

Zolensky et al., Contamination of Asteroid Regolith, Based on Experience with Stardust, Hayabusa and some Special Meteorites;
Zolensky Michael E., et al., (1999), Asteroidal water within fluid inclusion-bearing halite in an H5 chondrite, Monahans (1998), Science, vol. 285, 1999, p. 1377-1379;
Zolensky Michael E., et al., (1999), Asteroidal water within fluid-inclusion-bearing halite in ordinary chondrites (abstract), Meteoritics and Planetary Science, 34(S4), 1999, p. A124. Plik PDF.

Gibson E.K. Jr., et al., (1998), Monahans (1998) H5 chondrite: An unusual meteorite fall with extraterrestrial halite and sylvite, Meteoritics and Planetary Science, 33(S4), 1998, p. A057. Plik PDF.