METEORYTY Z MARSA (SNC) Polski Serwis Meteorytów |
![]() |
|
Stan na sierpień 2004r. Materiały źródłowe podano na końcu strony. |
![]() |
![]() |
![]() |
||||||
Shergotty (S) | Nakhla (N) | Chassigny (C) | Dhofar 019 (z kolekcji autora) |
Wstęp. Mars fascynował ludzi od zawsze, wyróżniał się od innych obiektów na niebie swoją jasnością i czerwoną barwą. Tej barwie Mars zawdzięcza złą sławę i skojarzenie z krwią, wojną, śmiercią i chorobami. Stąd Grecy nadali tej planecie imię boga wojny - Aresa, Rzymianie zaś - Marsa. W czasach bardziej nam współczesnych nadal rozwijało się zainteresowanie Marsem - w drugiej połowie XIXw. dopatrywano się na powierzchni tej planety kanałów nawadniających stworzonych rękami tamtejszych mieszkańców, dopatrywano się obszarów, które miały być morzami i lądami oraz obszarami porośniętymi przez marsjańską roślinność. Od tego czasu zaczęto również wyobrażać sobie mieszkańców tej planety i ich złe zamiary wobec ziemian (np."Wojna światów"H.G.Wells). Od 1971r. do Marsa zaczęły docierać sondy badawcze, z których kilka wylądowało na jego powierzchni, m.in. w poszukiwaniu śladów życia. W 1996r. w meteorycie ALH 84001 dopatrzono się śladów dawnego życia w postaci mikroskamielin przypominających bakterie. Od tego czasu trwa spór na temat natury tych tworów. Żadna z sond kosmicznych nie dostarczyła próbki materii marsjańskiej na Ziemię, jednak dzięki meteorytom marsjańskim możemy oglądać i badać fragmenty Czerwonej Planety. Tym kosmicznym przybyszom poświęcona jest dalsza część strony. |
Planeta Mars. Planeta Układu Słonecznego, czwarta licząc wg rosnącej odległości od Słońca, znana od czasów starożytnych. Średnia odległość Marsa od Słońca wynosi 227mln km (o 78mln km dalej niż Ziemia), okres obiegu wokół Słońca - 1,88 roku ziemskiego, średnica planety - 6.786km (53% średnicy Ziemi). Masa Marsa stanowi zaledwie 10% masy naszej planety. Na rozległych równinach Marsa występują mało zniszczone kratery i wysokie łańcuchy górskie, a także wygasłe wulkany (o wysokości do 25km) i struktury przypominające koryta wyschniętych rzek. W okolicach biegunów pojawiają się sezonowo czapy polarne, w których do dziś zachowała się prawdopodobnie woda , chociaż ich głównym składnikiem jest zestalony dwutlenek węgla. Rdzawy kolor planety spowodowany jest obecnością licznych związków żelaza w zwietrzałych skałach powierzchniowych. Atmosfera Marsa jest bardzo rzadka - ciśnienie 7 hPa (ponad 100 razy mniej na Ziemi), składa się z dwutlenku węgla (95%), azotu (2,7%), argonu (1,6%) oraz innych gazów, w tym tlenu. Zdarzają się tam burze pyłowe i huragany o prędkości do 300km/h, czasami pojawiają się chmury. Temperatury wahają się w granicach od +27 do -100°C. |
Jak skały z Marsa znalazły się na Ziemi? Ogromny meteoryt uderzający w powierzchnię Marsa z prędkością 10km/s może odłupać i wyrzucić z odpowiednią prędkością (prędkość ucieczki - 5km/s) bloki skalne o średnicy do pół metra, jeśli wybije przy tym krater o średnicy 12km. Jeżeli powstanie krater o średnicy 30km, powierzchnię planety mogą opuścić bloki metrowej średnicy. Zakłada się, że około 180mln lat temu powstał na Marsie krater o średnicy ponad 100km, uleciały wtedy w przestrzeń kosmiczną siedmiotonowe odłamki skalne. Bryły te zderzały się później w przestrzeni międzyplanetarnej, rozłupując się na mniejsze kawałki, na Ziemię dotarły odłamki o średnicy nie przekraczającej jednego metra. |
Co to są meteoryty SNC? Przez długi czas po ich znalezieniu, uczeni mieli kłopoty z klasyfikacją meteorytów: Shergotty, Nakhla i Chassigny. Wśród meteorytów kamiennych achondrytów wyróżniały się tak wyraźnie, że utworzono od ich nazwy grupy: shergottyty, nakhlity i chassignity. Upowszechnił się zwyczaj nazywania ich achondrytami SNC. Meteoryty SNC są skałami magmowymi. Shergottyty są podobne do ziemskich bazaltów, ale składają się z nieco większych kryształów. Są to skały, które zastygły ze stopionej magmy znajdującej się niezbyt głęboko pod powierzchnią planety. Nakhlity są jeszcze bardziej gruboziarniste, więc muszą pochodzić z nieco większej głębokości (odpowiedniki ziemskich piroksenów, składające się głównie z augitu i oliwinu). Chassgnity są skałami gruboziarnistymi złożonymi z oliwinów. Pochodzą z warstw bardzo głębokich. Jest to odpowiednik dunitu - ziemskiej skały głębinowej czysto oliwinowej. |
Ile jest meteorytów z Marsa? Trudno jest to jednoznacznie określić, z różnych powodów. Niektóre meteoryty spadły jako pojedyncze kamienie, a niektóre jako deszcze meteorytów np. Nakhla w postaci 40 czarnych kamieni o łącznej masie ok.10kg. W wyniku przeprowadzanych badań meteoryty zostały podzielone na mniejsze kawałki, z których część trafiła do prywatnych kolekcji np.mojej. Materiały źródłowe NASA (10/2003) wymieniają 47 okazów, przy czym Los Angeles 001 i 002 zostały tam wymienione jako osobne okazy, chociaż inne źródła określają je jako dwa okazy tego samego meteorytu. Materiały pochodzące z Washington University in St.Louis (10/2003) wymieniają 28 meteorytów, ale należy zauważyć, że Dar al Gani, Sayh al Uhaymir i Los Angeles zostały umieszczone w jednej grupie (każdy w swojej kategorii). Wg Norberta Classena - znanego kolekcjonera meteorytów planetarnych - aktualna ilość meteorytów SNC pochodzących z różnych spadków wynosi 30 (02/2004). Mój spis meteorytów marsjańskich, który znajduje się poniżej, zawiera 44 okazy, przy czym Los Angeles 001 i 002 oraz Y000593 i Y000749 figurują jako jeden meteoryt. Rok 2002 okazał się być wyjątkowo szczęśliwy dla meteorytów marsjańskich, ponieważ już w pierwszym miesiącu tego roku ogłoszono istnienie kilku nowych okazów. W poniższych tabelach najnowsze odkrycia zostały wyróżnione symbolem ![]() |
Tab.1 - charakterystyka meteorytów marsjańskich. |
Uwagi do tabeli: 1. Typ - SHE (shergottyt), NAK (nakhlit), CHA (chassignit). 2. Wiek ziemski - czas przebywania meteorytu na Ziemi od spadku do chwili obecnej. 3. Czas ekspozycji - czas przebywania ciała meteoroidowego w przestrzeni międzyplanetarnej. 4. Wiek rzeczywisty - czas od momentu zastygnięcia magmy, z której powstały późniejsze meteoryty SNC. |
Skąd wiemy, że te meteoryty pochodzą z Marsa? 1.Wiek. Meteoryty SNC wyróżniają się młodym wiekiem, który waha się w granicach od 164mln do 1,3mld lat (z wyjątkiem ALH 84001). Dla porównania wiek innych meteorytów wynosi 4,4 - 4,6mld lat (czyli w przybliżeniu tyle ile liczy sobie Układ Słoneczny). Ponieważ meteoryty marsjańskie są skałami magmowymi, to musiały powstać na stosunkowo dużej planecie, na której płynne skały mogły występować 1,3mld lat temu i później. Planetoidy, z których pochodzą inne meteoryty wystygły dużo wcześniej, dlatego pochodzące z dużych planetoid achondryty mają ponad 4mld lat. Planetami, które dostatecznie długo zachowały aktywność wulkaniczną są Mars i Wenus (oraz oczywiście Ziemia). Planetę Wenus od razu odrzucono ponieważ ze względu na większą masę i bardzo gęstą atmosferę o wiele trudniej jest wybić z jej powierzchni fragmenty skał. 2.Osiadanie kryształów. Ważnym argumentem za powstaniem shergottytów na dużej planecie jest zorientowanie kryształów (oliwinów i piroksenów) w skałach tak, jakby osiadały one w magmie pod wpływem dużej siły grawitacji, ponieważ w takich warunkach cięższe kryształy toną szybciej niż lżejsze. Prowadzi to do powstawania w skale warstw, w których kryształy mają podobne rozmiary (są to tzw. kumulaty). Takie warstwy zaobserwowano w shergottytach. Po przeprowadzeniu symulacji komputerowych okazało się, że do wytworzenia tych struktur w shergottytach potrzebna była siła grawitacji ciała o wielkości przynajmniej Księżyca (a planetoidy są wielokrotnie mniejsze). 3.Skład izotopowy gazów. W 1982r. wykazano zgodność między składem izotopowym gazów uwięzionych w meteorytach SNC i składem atmosfery marsjańskiej zmierzonym przez sondy Viking. Badano zawartość pęcherzyków gazu zamkniętych we wnętrzu meteorytu. Skąd się tam wzięły? Uderzenie, które odłupało skały od powierzchni Marsa, musiało spowodować ich częściowe stopienie, a w powstałym szkliwie zostały uwięzione niewielkie ilości gazów z marsjańskiej atmosfery. 4.Słabe namagnesowanie minerałów zawierających żelazo. To właśnie obserwuje się w meteorytach SNC. Jest to wynikiem słabego pola magnetycznego na ciele macierzystym tych meteorytów. Z pomiarów wykonanych przez sondy kosmiczne wynika, że pole magnetyczne Marsa jest bardzo słabe. 5.Skład chemiczny. Lądowniki sond kosmicznych Viking zbadały skład chemiczny próbek marsjańskiej gleby. Skład shergottytów jest zgodny ze składem gruntu marsjańskiego. Większe ilości siarki, chloru i bromu na powierzchni Marsa pochodzą z marsjańskich wulkanów. 6.Wietrzenie skał. W marsjańskich meteorytach shergottytach stwierdzono obecność minerałów powstałych w wyniku wietrzenia bazaltu, które nastąpiło przed spadkiem ich na Ziemię. Takie wietrzenie materiału mogło zachodzić tylko na powierzchni planety, pod wpływem jej atmosfery. To wyklucza planetoidy jako ciała macierzyste omawianych meteorytów. Efektem ubocznym wietrzenia skał marsjańskich jest pył, który nadaje planecie charakterystyczną czerwoną barwę. 7.Skład izotopów tlenu. Najobficiej występującym pierwiastkiem w meteorytach i skałach ziemskich jest tlen. Tlen jest mieszaniną trzech stabilnych izotopów - atomów o różnych masach. W warunkach ziemskich dozwolone są tylko pewne kombinacje tych trzech izotopów i wszystkie ciała na Ziemi spełniają ten warunek. Tlen w meteorytach SNC jest jednak nieco inny, więc badając skład izotopowy tlenu w skałach, możemy stwierdzić czy pochodzą one z innej planety. |
Tab.2 - opisy meteorytów marsjańskich. |
L.P. | NAZWA | OPIS |
1. | CHASSIGNY | = chassygnit = |
2. | SHERGOTTY | = shergottyt = |
3. | NAKHLA | = nakhlit = |
4. | LAFAYETTE | = nakhlit = |
5. | GOVERNADOR VALADARES | = nakhlit = |
6. | ZAGAMI | = shergottyt = |
7. | ALH 77005 | = shergottyt = |
8. | YAMATO 793605 | = shergottyt = |
9. | EETA 79001 | = shergottyt = |
10. | ALH 84001 | = shergottyt = |
11. | LEW 88516 | = shergottyt = |
12. | QUE 94201 | = shergottyt = |
13. | DAR AL GANI 476 | = shergottyt = |
14. | DAR AL GANI 489 | = shergottyt = |
15. | DAR AL GANI 735 | = shergottyt = |
16. | DAR AL GANI 670 | = shergottyt = |
17. | DAR AL GANI 876 | = shergottyt = |
18. | LOS ANGELES 001 i 002 | = shergottyt = |
19. 20. |
SAYH AL UHAYMIR 005 i 008 | = shergottyt = |
21. | SAYH AL UHAYMIR 051 | = shergottyt = |
22. | SAYH AL UHAYMIR 094 | = shergottyt = |
23. | DHOFAR 019 | = shergottyt = |
24. | NWA 480 Theodore Monod | = shergottyt = |
25. | NWA 817 | = nakhlit = |
26. | NWA
856 Djel Ibone |
= shergottyt = |
27. | NWA 1068 LOUISE MICHEL | = shergottyt = |
28. |
Y000593 i Y000749 | = nakhlit = |
29. |
YA1075 | = shergottyt = |
30. |
Dhofar 378 | = shergottyt = |
31. |
GRV 9927 | = shergottyt = |
32. |
NWA 1110 | = shergottyt = |
33. 34. |
SAYH AL UHAYMIR 060 i 090 | = shergottyt = |
35. |
NWA 998 | = nakhlit = |
36. |
NWA 1195 |
= shergottyt = |
37. |
Yamato 980459 | = shergottyt = |
38. |
Y000802 | = nakhlit = |
39. |
NWA 1669 Al Mala'ika |
= shergottyt = |
40. |
NWA 1460 | = shergottyt = |
41. |
NWA 1950 |
= shergottyt = |
42. |
NWA 2046 |
= shergottyt = |
43. |
MIL 03346 ![]() |
= nakhlit = |
44. |
NWA 3171 ![]() |
= shergottyt = |
Gdzie w Polsce można zobaczyć meteoryty marsjańskie? Według katalogu "Meteoryty w zbiorach polskich" (2001) mamy w naszym kraju okazy następujących meteorytów marsjańskich: Dar al Gani 476, Dar al Gani 735, Dhofar 019, Zagami i Nakhla. Jest także kilka egzemplarzy shergottytu NWA 1068 Louise Michel, który przywieziony został z giełdy meteorytów w Gifhorn. W polskich zbiorach nie ma żadnego fragmentu meteorytu Chassignit. Wymienione meteoryty są własnością trzech instytucji oraz kilkunastu prywatnych kolekcjonerów. Jeżeli chodzi o instytucje, to Muzeum Mikołaja Kopernika we Fromborku posiada 1,65g DaG 735, Olsztyńskie Planetarium i Obserwatorium Astronomiczne posiada 2,7g Zagami, Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie posiada 0,2g Zagami. W listopadzie 2001r. fragment meteorytu marsjańskiego (Dhofar 019) w postaci wyrobu jubilerskiego otrzymało w darze Planetarium w Toruniu. Okazy w Olsztynie, Fromborku, Krakowie i Toruniu są udostępnione do oglądania. |
Ciekawostki i aktualności. |
1.Żart rysunkowy. Meteoryty SNC w sprzedaży detalicznej i hurtowej, 15zł za kg, niezależnie od rodzaju meteorytu (39Kb). 2.Woda z Marsa. W 1992r. otrzymano pojedynczą kroplę wody z fragmentu meteorytu marsjańskiego. Może to potwierdzać teorię, że na Marsie płynęła kiedyś woda. Zespół naukowców z Johnson Space Flight Center podgrzał ostrożnie kilka gramów meteorytów SNC, aby wydobyć wodę z mikroskopijnych porów w skale. Otrzymana w ten sposób woda - nie więcej niż kilka miligramów - została następnie poddana analizie izotopowej, która wykazała, że woda nie może pochodzić z krzemianów w meteorytach, lecz jest to woda "zamknięta" w meteorycie. Przypuszcza się, że mogą być trzy źródła wody, którą znaleziono w badanym meteorycie - może ona pochodzić z oceanu, który niegdyś pokrywał dużą część powierzchni Marsa, z pary wodnej pochodzącej z marsjańskiej atmosfery lub mogła być wprowadzona na planetę przez zderzenie z kometą. 3.Wybicie skał z powierzchni Marsa. Powszechnie uważa się, że meteoryty SNC zostały niegdyś wyrzucone z powierzchni Marsa w wyniku zderzeń tej planety z dużymi meteoroidami. Był jednak jeden problem - meteoryty takie powinny mieć ślady przeobrażeń w strukturze wewnętrznej spowodowane działaniem silnej fali uderzeniowej (wynik zderzenia), a takich śladów nie zaobserwowano m.in. w nakhlitach. W związku z tym naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego prowadzili doświadczenia polegające na strzelaniu aluminiową kulą w granitową tarczę. Po zbadaniu odłamków tarczy okazało się, że materia położona blisko powierzchni przeważnie nie została przeobrażona działaniem fali uderzeniowej. Ekstrapolując wyniki tego eksperymentu naukowcy dochodzą do wniosku, że fragmenty do 1 metra średnicy mogły uciec z powierzchni Marsa i wejść na orbity heliocentryczne. Ta materia byłaby w niewielkim stopniu zmieniona przez działanie fali uderzeniowej, podczas gdy materia z większych głębokości podlegałaby jej pełnemu działaniu. 4.Miejsce pochodzenia ALH 84001. Podczas przeglądania kraterów uderzeniowych na Marsie zidentyfikowano dwa , z których może pochodzić meteoryt marsjański ALH 84001. Szereg charakterystycznych cech meteorytu ułatwił wybór odpowiednich kandydatów. Wiek 4,5 mld lat wskazuje, że musi on pochodzić z najstarszych terenów Marsa, natomiast z faktu, że meteoryt został wyrzucony 16 mln lat temu wynika, że sam krater musi być stosunkowo bardzo młody. Występowanie starszych śladów szoku ciśnieniowego wskazuje, że przynajmniej jeden stary, duży krater powinien znajdować się w miejscu wyrzucenia meteorytu, a z obecności węglanów wynika, że w pobliżu powinny być widoczne ślady wody. Wiadomo też odpowiedni krater powinien mieć co najmniej 100km średnicy jeżeli uderzenie było pionowe lub mniejszy, jeżeli uderzenie odbyło się pod małym kątem. Po przejrzeniu bazy ponad 40 tys. kraterów na Marsie wybrano dwa, które najlepiej spełniają założone warunki - oba eliptyczne i położone na silnie zrytych kraterami południowych wyżynach Marsa. Pierwszy krater znajdujący się na obszarze Sinus Sabaeus na południe od basenu uderzeniowego Schiaparelli i ma wymiary 23 x 14,5km. Drugi ewentualny krater źródłowy znajduje się na wschód od Hesperia Planitia i ma wymiary 11 x 9km. Obydwa kratery znajdują się w pobliżu starych kraterów oraz terenów, na których widać ślady dawnych rzek. Można spodziewać się, że na te tereny będą kiedyś kierowane sondy kosmiczne. 5.Ślady życia również w Nakhla i Shergotty. Po odkryciu domniemanych śladów życia w meteorycie ALH 84001 przebadano również inne meteoryty marsjańskie w poszukiwaniu podobnych pozostałości. W znacznie młodszych niż ALH meteorytach Nakhla oraz Shergotty znaleziono mikroskamieniałości i inne szczątki pierwotnego życia. Jeżeli te informacje potwierdzą się, oznaczać to będzie, że życie na Marsie mogło istnieć nie tylko kilka miliardów lat temu (na co wskazuje wiek ALH), ale również w czasach znacznie nam bliższych tj. ok.165mln lat temu (a może nawet i obecnie). |
Materiały źródłowe wykorzystane do przygotowania strony: 1."Czerwona planeta", S.R.Brzostkiewicz 1976, 2."Gazeta Wyborcza" z 18.02.2000r., 3.Kwartalnik "Meteoryt" nr 3/92, 1/94, 4/96, 2/98, 2/99, 2/01, 3/01, 4."Meteoritical Bulletin" różne numery, 5."Meteoryty w zbiorach polskich 2001" - Andrzej S.Pilski 2001, 6.Mars Meteorite, Bartoschewitz Meteorite Laboratory Gifhorn 2001, 7.NASA - Ron Baalke - http://www.jpl.nasa.gov/snc/ , 8."Nieziemskie skarby" - Andrzej S.Pilski 1999, 9."Od gwiezdnego pyłu do planet" - Harry Y.McSween 1996, 10."Słownik szkolny - Astronomia" 1994, 11."Urania" 11/96 - "Meteoryty marsjańskie" - Jadwiga Biała, 12.Washington University of St.Louis - Randy L.Korotev, 13."Wiedza i Życie" 8/95 - "Szarozielone kamienie z Czerwonej Planety" - Andrzej S.Pilski, 14."Wiedza i Życie" 11/96 - "Życie na Marsie?" - Jarosław Włodarczyk, 15.Norbert Classen - http://www.timewarp.de/martian/snc.htm . |
Jarosław Bandurowski - Polski Serwis Meteorytów 12/2001 + późniejsze zmiany |