گوهر شناسی و سنگ شناسی
شهاب سنگ های سنگی (آئرولیت) و انواع آنها
شهاب سنگ های سنگی (Stony Meteorite) یا آئرولیت عمدتاً از کانی های سنگ ساز (سیلیکات) تشکیل شده باشد. آئرولیت ها که فراوان‌ترین نوع شهابسنگ هستند به دو گروه کندریت‌ها و آکندریت‌ها تقسیم میشوند.
در مقاله های پیشین سه گروه اصلی شهاب‌سنگ‌ها را به طور کلی بررسی کردیم؛ اکنون نگاهی عمیق به بزرگ‌ترین گروه یعنی شهاب‌سنگ‌های نوع سنگی (آئرولیت) می‌اندازیم. این بار درمی‌یابیم که از کجا آمده‌اند، چگونه تشکیل شده‌اند و همچنین چند نمونه را بررسی می‌کنیم.
شهاب سنگ‌های سنگی یا آئرولیت از کجا می‌آیند؟
در حین رانندگی با تأمل به بیرون از پنجره‌ی ماشین خود نگاه کنید، یا بهتر است بگوییم که تپه ها، دره ها و دشت‌ها را در حالی که سوار قطار یا هواپیما هستید، تماشا کنید. بدیهی است که منظره‌ای که ما از زمین می‌بینیم فقط سطح سیاره‌ی ماست.
«پوسته‌ی زمین» اصطلاحی تخصصی در حوضه‌ی زمین‌شناسی است؛ در حالی که یک فرهنگ لغت ممکن است این اصطلاح را تحت عنوان «خارجی ترین لایه جامد یک سیاره یا ماه» تعریف کند. پوسته بیرونی سیاره‌ی ما سرشار از اکسیژن و آب است و از این نظر با دیگر اجرام منظومه شمسی متفاوت است. سطح سیاره‌ی زمین طی جریان پیوسته‌ی باران، باد و یخ شکل گرفته و تغییر یافته است. همچنین، بسیاری از سنگ‌های رسوبی که پوسته‌ی زمین را تشکیل می‌دهند غنی از فسیل‌ها (یعنی بقایای گونه‌های زنده‌ی باستانی) هستند. با وجود اینکه زمین سرشار از فسیل‌هاست، اما تاکنون هیچ گونه فسیلی کشف نشده که نشان دهنده‌ی حیات در سیارات دیگر باشد.
زمینی که روی آن ایستاده‌ایم دائماً در حال تغییر است چرا که تکتونیک‌های صفحه‌ای عظیم که پوسته‌ی زمین را تشکیل می‌دهند همواره در حرکت‌اند و باعث زمین لرزه و فوران‌های آتشفشانی می شوند. پس نه تنها در منظومه شمسی، زمین سیاره‌ای منحصر به فرد است بلکه از نگاهی هنرمندانه میتوان گفت که سیاره‌ی ما مانند یک موجود زنده حیات دارد و زندگی می‌کند.
بیشتر شهاب سنگ‌هایی که بر زمین سقوط کرده‌اند از کمربند سیارکی بین مریخ و غول گازی، یعنی مشتری سرچشمه می‌گیرند. از این رو تعداد نسبتاً کمی از شهاب‌سنگ‌ها از دو همسایه‌ی نزدیک به ما، یعنی مریخ و ماه به دستمان رسیده‌اند. تعدادی از متخصصان نظریه‌ای را مطرح کرده‌اند که این امکان وجود دارد که برخی از شهاب‌سنگ‌ها بقایای هسته‌ی ستاره‌های دنباله‌دار باشند.
این در حالی است که اکثریت شهاب سنگ‌های سنگی یا آئرولیتی زمانی بخشی از پوسته‌ی سیارک‌ها بودند. برخوردهای کیهانی باعث شد برخی از این سیارک‌های فضایی سرگردان از هم جدا شوند و قطعاتی را به جهات مختلف پرتاب کنند. برخی از این اجزاء و خرده سنگ‌های باقی مانده از مسیر سیاره‌ی ما عبور کردند، با سرعت هزاران مایل در ساعت به جو برخورد کردند، مدت کوتاهی در هوای سرد و رقیق سوختند و پدیده‌هایی تماشایی را به وجود آوردند که ما به آنها «شهاب سنگ» یا «تیر شهاب» می‌گوییم. در واقع خرده سنگ‌هایی که هنگام فرود بر سطح زمین سالم می‌مانند، همان شهاب‌سنگ‌هایی هستند که ما انسان‌ها در دست می‌گیریم.
کندریت‌ها (chondrites)، فراوان‌ترین نوع شهاب سنگ
آئرولیت ها یا شهاب سنگ های سنگی بر مبنای بافت به دو گروه تقسیم بندی میشوند: کندرایت ها (Chondrites) و آکندرایت (Achondrites) که فاقد کندرول هستند. هیچ چیز پیش پا افتاده‌ای در رابطه با یک شهابسنگ وجود ندارد. شهاب‌سنگ‌ها از فضا به دست ما می‌رسند، می‌توانند از ترکیب اجرام آسمانی همسایه‌مان به ما سرنخ‌هایی بدهند و حتی در درک چگونگی تکامل منظومه‌ی شمسی به ما کمک می‌کنند. به همین دلیل اصطلاح «کندریت معمولی» ممکن است کمی گمراه کننده به نظر برسد، چرا که این دسته کندریت‌ها اگر چه رایج‌ترین نوع شهاب سنگ ها هستند اما حتی از پلاتین یا الماس کمیاب‌تر اند. کندریت‌ها نام خود را از مواده تشکیل دهنده‌شان یعنی کندرول‌ها گرفته‌اند؛ کره‌های دانه مانند کوچکی که اندازه‌ها و رنگ‌های مختلف دارند.
کندرول‌ها هرگز در سنگ‌های زمینی یافت نمی‌شوند و باور بر این است که میلیاردها سال پیش در دیسک سحابی خورشیدی شکل گرفته‌اند. در نتیجه، کندرول‌ها حتی پیش از سیارات و سیارک‌هایی آمدند که اکنون منظومه شمسی را تشکیل می‌دهند و باید اشاره کرد که منشأ دقیق آنها هنوز یک معماست. دکتر ریان جونز، شهاب‌شناس برجسته از مؤسسه شهاب‌شناسی در آلبوکرکی چنین توضیح می‌دهد:
کندرول‌ها فقط در چند ساعت، آنقدر حرارت می‌دیدند تا ذوب می‌شدند و سپس دوباره خیلی سریع سرد می‌شدند. بیش از صد سال پیش «هنری سوربی» زمین شناس انگلیسی، کندرول‌ها را تحت عنوان «قطرات باران آتشین» توصیف کرد. کندرول‌ها ممکن است که در دو حالت گرم شده باشند: ۱- هنگام عبور امواج ضربه‌ای از سحابی خورشیدی ۲- هنگام پرتاب شدن کندرول‌ها به بالای دیسک با میدان‌های مغناطیسی قوی،توسط نور خورشید.
دسته‌بندی کندریت‌ها
همه‌ی کندریت‌های معمولی، ذرات فراوانی از نیکل-آهن فرازمینی را دارند که شامل شهاب‌سنگ‌های آهنی میشوند. محتوای فلزی، باعث شده که کندریت‌های معمولی سنگین‌تر از سنگ‌های زمینی احساس شوند و به راحتی به یک آهنربای قوی بچسبند. به همین دلیل است که برای تشخیص اصل بودن یک شهابسنگ آهنی، همیشه اولین قدم این است که یک کندریت مشکوک را با یک آهنربای زمینی قدرتمند آزمایش کنیم.
کندریت‌های معمولی بر اساس میزان آهن موجود در آنها دسته‌بندی و به سه گروه H، L و LL تقسیم میشوند. «H» نشان دهنده‌ی محتوای بالای آهن و انواع «L» و «LL» حاوی مقادیر کمتر فلز هستند. در سال ۱۹۶۷ دو دانشمند با نام‌های «W. Randall Van Schmus» و «John A. Wood»، تعیین کردند که یک عدد بین یک تا هفت نوع پترولوژیک را مشخص می‌کند و سپس در کنار یکی از آن حروف (H، L و یا LL) نوشته می‌شود. این عدد نشان دهنده‌ی درجه‌ی تغییر کندرول‌ها توسط گرما یا آب در کالبد اولیه‌شان است. به عنوان مثال، دسته‌بندی H5 برای یک شهابسنگ آئرولیت به نام «گائوگین (Gao-Guenie)»؛ که در سال ۱۹۶۰ در بورکینافاسای آفریقا سقوط کرد، به ما می‌گوید که محتوای آهن بالایی دارد و از نوع کندریت 5 است که با دگرگونی گرما به میزان قابل توجهی تغییر می‌کند.
خلاصه‌ای از انواع پترولوژیک کندریت‌ها
–کندریت‌های نوع ۱ و ۲ توسط آب در کالبد اولیه‌ی خود (سیاره‌ی مادر) تغییر یافته‌اند.
–کندریت‌های نوع ۳ تغییرات کمی نشان می‌دهند (کندرول‌های بدون تغییر).
–کندریت‌های نوع ۴، ۵ و ۶ به درجات مختلف در اثر حرارت تغییر یافته‌اند (دگرگونی حرارتی).
-دسته‌بندی کندریت نوع ۷، معمولاً برای توصیف کندریت‌هایی استفاده می‌شود که هیچ کندرولی در آنها باقی نمانده است.
کندریت‌های نوع کربنی
کندریت‌های کربنی که به اختصار به آنها کندریت «C» نیز گفته می‌شود، از قدیمی‌ترین اجسام شناخته شده هستند. آنها حاوی کربن، ترکیبات آلی و گاهی آب هستند.
کندریت‌های C چندین زیرگروه دارند که شامل؛ CI، CM، CR، CO، CV،CK و CH میشوند. حروفی که پس از حرف C می‌آیند، معمولاً به اولین شهاب‌سنگی که از آن گروه شناسایی می‌شود اشاره دارد. به عنوان مثال، حرف «V» در کندریت CV (که حاوی کلسیم، آلومینیوم و تیتانیوم است)، به شهابسنگ ویگارانو که در ۲۲ ژانویه ۱۹۱۰ در ناحیه‌ی امیلیا-رومانیای ایتالیا سقوط کرد، اشاره می‌کند. برخی از شهاب‌شناسان حدس می زنند که آب و ترکیبات آلی ممکن است برای اولین بار توسط کندریت‌های C به سیاره‌ی ما آورده شده باشد.
سایر گروه‌های کندریت
سایر زیرگروه‌ها، شامل کندریت‌های کمیاب R میشوند که اکسید شده و محتوای اکسیژن بالایی دارند. دیگر زیرگروه کندریت‌های E هستند که نام خود را از ماده‌ی معدنی انستاتیت (enstatite) که در آنها وجود دارد، گرفته‌اند.
سیارک‌های متمایز شده و تشکیل آکندریت
یک سیاره متمایز شده در واژه‌نامه‌ی اصطلاحات زمین‌شناسی اینگونه توصیف می‌شود: «سیاره‌ای که از نظر شیمیایی منطقه‌بندی شده است؛ چرا که مواد سنگین به مرکز فرو رفته‌اند و مواد سبک در پوسته انباشته شده‌اند.» این اصطلاح سیاره‌ی خود ما را توصیف می‌کند و همچنین در رابطه با سیارک‌هایی که بلافاصله پس از شکل‌گیری گرم شده‌اند نیز صدق می‌کند. گرمایش، ناشی از فروپاشی عناصر رادیواکتیو بوده و احتمالاً با برخورد سیارک‌ها ترکیب شده است. عمل حرارتی، کندرول‌ها را تغییر داده و در برخی موارد از بین برده است، به همین دلیل است که کندریت‌ها در سیاره‌ی ما یافت نمی‌شوند. شهاب‌سنگ‌های آئرولیت که حاوی کندرول نیستند به نام آکندریت شناخته می شوند و محصول اجسام متمایز شده هستند. آکندریت‌ها حاوی مقادیر کمی از آهن یا بدون آهن هستند و بسیاری از آنها شبیه به سنگ‌های آتشفشانی موجود در زمین هستند.
آکندریت ها شامل شهاب سنگ های سیارک ها، مریخ و ماه هستند. آنها آذرین هستند، به این معنی که در در مقطعی از زمان به ماگما ذوب شدند. هنگامی که ماگما سرد می شود و متبلور می شود، یک ساختار لایه ای متحدالمرکز ایجاد می کند. این فرآیند به عنوان تمایز آذرین شناخته می شود. سیارات صخره ای عطارد، زهره، زمین و مریخ به این ترتیب شکل گرفتند و به آنها پوسته سیاره ای، گوشته و هسته دادند. آکندریت ها می توانند در مورد ساختار داخلی و شکل گیری سیارات از جمله سیارات ما چیزهای زیادی به ما بگویند.
انواع آکندریت‌ها
یوکریت‌ها (Eucrites) مانند شهابسنگ استرالیایی «Camel Donga» از نظر ترکیبی شبیه به بازالت‌های سنگی هستند و اغلب آنها به داشتن پوسته‌ی همجوشی بسیار سیاه و براق معروف هستند. دیوژنیت‌ها (Diogenites) سنگ‌های آذرین فرازمینی هستند که عمدتاً از ارتوپیروکسن غنی از منیزیم تشکیل شده‌اند. هواردیت‌ها (howardites) زیرگروه بسیار جالبی‌اند چرا که آنها سنگ‌برش‌‌های رگولیت (ترکیبی که معمولاً شامل تکه‌هایی از یوکریت و دیوژنیت می‌شود) هستند که در اثر برخورد شهاب‌سنگ‌ها به سیارک‌ها ایجاد میشوند.
پس هواردیت‌ها شهاب‌سنگ‌هایی هستند که از شهاب‌سنگ‌های دیگر ساخته شده‌اند. آنگریت‌ها (بازالت‌های غنی از پیروکسن)، اوبریت‌ها (آکندریت‌های انستاتیت)، یوریلیت‌ها (کم کلسیم، پر از الیوین و پیژونیت) و براکینیت‌ها (غنی از الیوین) و تمامی شهاب سنگ‌های قمری و مریخی شناخته شده نیز آکندریت هستند. آکندریت‌های اولیه مانند آکاپولکوئیت‌ها، لودرانیت‌ها و وینونایت‌ها شباهت کمی به یکدیگر دارند اما در سیارک‌های متمایز شده نشانه‌هایی از سرد شدن و تبلور مجدد دیده می‌شود.
چند شهابسنگ آئرولیت معروف
شهابسنگ آلنده (ALLENDE)
-مکان: چیواوا، مکزیک
-مشاهده‌ی سقوط در ۸ فوریه ۱۹۶۹
-دسته‌بندی: کندریت کربنی CV3.2
آلنده، شهاب‌سنگی فوق‌العاده است که در نظر محققان و کلکسیون‌داران بسیار ارزشمند واقع شده است. پوسته‌ی همجوشی این شهابسنگ به خوبی حفظ شده و همچنین غنی از کربن و حاوی الماس‌های میکروسکوپی است. کندرول‌ها و آخال‌های غنی از کلسیم (CAI) در شهابسنگ آلنده، ۴.۶ میلیارد سال قدمت دارند که آنها را به قدیمی‌ترین ماده‌ی موجود در زمین (پیش از شکل‌گیری سیاره ما و حتی منظومه شمسی) تبدیل می‌کند. دکتر البرت کینگ فقید از آزمایشگاه «Lunar Receiving» ناسا، در سال ۱۹۶۹ بلافاصله پس از سقوط از میدان پراکندگی بازدید کرد و نمونه های زیادی را به دست آورد که بعداً بسیاری از آنها را در اختیار محققان سراسر جهان قرار داد. به لطف تلاش‌های وی، آلنده به عنوان “بهترین شهاب سنگ مطالعه شده در تاریخ” توصیف می شود.
شهابسنگ گائوگن (GAO-GUENIE)
-مکان: بورکینافاسا، آفریقا
-مشاهده‌ی سقوط در ۵ مارس ۱۹۶۰
-دسته‌بندی: کندریت H5
در ۶ مارس ۱۹۶۰ پس از سه انفجار جداگانه، هزاران سنگ در یک میدان پراکندگی نسبتا کوچک سقوط کردند. بسیاری از آنها در همان زمان بازیابی شدند اما امروزه هنوز هم نمونه‌هایی یافت می شود. این شهابسنگ که در ابتدا با نام گائو شناخته می‌شد در سال‌های اخیر نامش به «Guenie» تغییر یافت. نمونه‌هایی که پس از بارش شهابسنگ به دست آمد، پوسته‌ای غنی از همجوشی سیاه را نشان می‌دادند. یافته‌های جدیدتر از این شهابسنگ دارای سطحی جذاب و پتینه مانند از اکسیدهای آهن می‌باشد. گائوگن مورد علاقه کلکسیونرهاست زیرا یک شهابسنگ نسبتا ارزان قیمت است. بسیاری از آنها بیضی شکل‌اند و به طرز جالبی یادآور سیب‌زمینی آیداهو هستند.
شهابسنگ گلد باسین (GOLD BASIN)
-مکان: شهرستان موهاو، آریزونا
-تاریخ کشف: ۱۹۹۵
-دسته‌بندی: کندریت L4
بازیابی شهابسنگ گلد باسین، ثابت می‌کند که افراد غیردانشگاهی نیز می‌توانند سهم قابل توجهی در علم شهابسنگ داشته باشند. در سال ۱۹۹۵ یک کاوشگر طلا در آریزونا و جیم کریگ، یک استاد بازنشسته‌ی رشته‌ی مهندسی از دانشگاه آریزونا، شهاب‌سنگ‌های آئرولیت باستانی را در شهرستان موهاو کشف کرد. دوستش «توینک مونراد» در این کشف به او ملحق شد و آنها سال‌ها را صرف مستندسازی دقیق برای یافته‌های خود کردند و گلد باسین را تبدیل به یکی از بهترین میدان‌های پراکندگی نقشه‌برداری شده در تاریخ کردند.
گاهاً گلد باسین به عنوان یک شهابسنگ فسیلی نیز توصیف می شود، چرا که آن سنگ‌ها حدود ۲۵۰۰۰ سال در محل سقوطشان قرار داشتند. اگرچه نمای بیرونی این شهابسنگ هوازدگی قابل توجهی را نشان می‌دهد، اما تعدادی از نمونه‌ها، مقداری از پوسته‌ی همجوشی باقی‌مانده را حفظ کرده‌اند و وقتی بریده و صیقل داده میشوند، یک نمای داخلی زیبا و رنگارنگ؛ مملوء از ورقه‌های فلزی فراوان را به نمایش می‌گذارند.
مترجمان: پریسا موسی زاده و حسن کرمی
