БСЭ. Большая Советская Энциклопедия (МЕ)

Метеоритика

Метеори'тика, раздел науки, изучающей во всех его состояниях и проявлениях, включая и их падения на Землю. Впервые термин «М.», принятый теперь во всех странах, был предложен в 1889 русским учёным Ю. И. Симашко. Основное содержание М. состоит в изучении движений в межпланетном пространстве и в атмосфере Земли, взаимодействия метеорных тел с атмосферой и обстановки падения метеоритов на грунт. М. включает в себя также изучение химического и минерального состава, структуры, физических свойств и закономерных связей как в составе, так и в структуре метеоритов. Изучение радиоактивности, изотопного состава отдельных элементов, следов воздействия космических частиц большой энергии, определение возраста метеоритов также составляет предмет изучения М. Совокупность указанных исследований направлена на решение основной проблемы М. - происхождения метеоритов. М. применяет наряду со своими специфическими методами методы, заимствованные из др. наук: из астрономии и физики, химии и минералогии, геофизики и геохимии, петрографии и геологии, металлургии и др.

  М. зародилась в конце 18 в., когда Э. ,изучив метеорит Палласово Железо, найденный в Сибири в 1749, впервые доказал космическое происхождение этого метеорита и выдвинул гипотезу происхождения метеоритов, рассматривая их как обломки более крупных тел. К 70-м гг. 20 в. М. получила большое развитие. В ЧССР, США, ФРГ и Канаде созданы сети инструментальных наблюдений падений метеоритов (болидов) при помощи фотографических камер; такая сеть создаётся и на территории СССР. Разработаны разнообразные, весьма чувствительные методы изучения метеоритов, определены их возрасты, открыто несколько десятков новых минералов, получены важные данные о первичном веществе Солнечной системы, о закономерных связях, наблюдаемых в метеоритах, и т.д. Исследования в области М. в СССР возглавляет Комитет по метеоритам Академии наук СССР. Результаты таких исследований публикуются в сборниках «Метеоритика».

  Лит.:Кринов Е. Л., Основы метеоритики, М., 1955; Мэйсон Б., Метеориты, пер. с англ., М., 1965.

  Е. Л. Кринов.

Метеоритная гипотеза

Метеори'тная гипо'теза, космогоническая гипотеза, предполагающая образование планет и спутников из твёрдых тел (такие тела в прошлом назывались метеоритами, независимо от того, выпадали они на поверхность Земли или нет). Термином «М. г.» стали обозначать также гипотезы, предполагающие образование планет из твёрдых пылевых частиц. В М. г. важную роль играют неупругие столкновения твёрдых тел, ведущие к уменьшению их относительных скоростей и облегчающие их объединение в крупные тела. К числу М. г. относят , .Однако к современным гипотезам термин «М. г.» почти не применяется. См. .

Метеоритная пыль

Метеори'тная пыль, мелкие частицы, образующиеся в результате раскола метеоритов при их ударе о грунт. Такая пыль обнаружена на месте падения и некоторых др. См. .

Метеоритная структура

Метеори'тная структу'ра, то же, что .

Метеоритные кратеры

Метеори'тные кра'теры, округлые углубления в грунте диаметром от немногих метров до десятков километров, образованные при падении гигантских .При скоростях 2-5 км/секи более метеорит во время удара превращается из твёрдого состояния в сильно сжатый газ, который создаёт мощную взрывную волну. От метеорита могут сохраниться лишь незначительные осколки. М. к. подразделяются на два главных типа: ударные и взрывные; существуют также переходные типы. Характерными особенностями ударного кратера являются относительно небольшие размеры (диаметр от 8-9 мдо нескольких десятков м) ,насыпной вал вокруг кратера, наличие многочисленных, преимущественно мелких метеоритных осколков, перемешанных с осколками скальных пород. В насыпном материале, заполняющем кратер, а также в грунте вокруг кратера обычно присутствует и .Характерными признаками взрывного кратера являются его крупные размеры (от многих десятков мдо десятков км) ,приподнятые взрывом в бортах кратера радиально по отношению к его центру пласты скальных пород; отсутствие в кратере метеоритных осколков, обычно рассеянных вокруг него. В зависимости от состава скальных пород в кратере могут присутствовать импактиты, конусы сотрясения, представляющие собой своеобразные радиально-лучистые структуры на обломках скальных пород, и минеральные разновидности кварца - коэсит и стиповерит.

  Известно несколько десятков достоверных одиночных или групповых М. к. На рис. изображен Аризонский М. к. диаметром 1207 ми глубиной 174 м,находящийся в США. На территории СССР существует группа Каали (из 8 кратеров), расположенная на острове Сааремаа Эстонской ССР; диаметр наибольшего, взрывного, кратера из группы Каали равен 110 м,а глубина 16 м. Все известные М. к. образовались, вероятно, тысячелетия тому назад. 12 февраля 1947 в Приморском крае СССР при падении гигантского Сихотэ-Алинского метеорита образовались 24 ударных кратера (от 8 до 26 мв поперечнике).

  Лит.:Станюкович К. П., Элементы физической теории метеоров и кратерообразующих метеоритов, «Метеоритика», 1950, в. 7; Станюкович К. П. и Федынский В. В., О разрушительном действии метеоритных ударов, «Докл. АН СССР. Новая серия», 1947, т. 57, № 2; Взрывные кратеры на Земле и планетах. Сб. ст., пер. с англ., М., 1968.

  Е. Л. Кринов.

Рис. 2. Один из метеоритных кратеров на острове Сааремаа (Эстонская ССР).

Рис. 1. Аризонский метеоритный кратер (США).

Метеоритный дождь

Метеори'тный дождь, группа метеоритов, одновременно выпадающая на грунт. М. д. образуется вследствие раскола во время движения в атмосфере. См. .

Метеориты

Метеори'ты, железные или каменные тела, падающие на Землю из межпланетного пространства; представляют собой остатки ,не разрушившихся полностью при движении в атмосфере.

  Общие сведения. М. подразделяются на три главных класса: железные, железокаменные и каменные, однако можно проследить непрерывный переход от одного класса к другому. Характерные признаки М.: угловатая форма со сглаженными выступами, кора плавления, покрывающая в виде тонкой оболочки М. ( рис. 1 ) и своеобразные ямки, называемые регмаглиптами ( рис. 2 ). В изломе каменные М. имеют пепельно-серый цвет, реже - чёрный, или - почти белый ( рис. 3 ). Обычно видны многочисленные мелкие включения никелистого железа белого цвета и минерала троилита бронзово-жёлтого цвета; нередко бывают видны тонкие тёмно-серые жилки. Железокаменные М. содержат значительно более крупные включения никелистого железа. После полировки поверхность железных М. приобретает зеркальный металлический блеск. Иногда падают М., имеющие более или менее правильную конусообразную, т. н. ориентированную, форму ( рис. 4 ) или многогранную, напоминающую форму кристалла. Такие формы возникают в результате атмосферной обработки (дробления и абляции) метеорного тела во время движения в атмосфере.

  М. получают названия по наименованиям населённых пунктов или географических объектов, ближайших к месту их падения. Многие М. обнаруживаются случайно и обозначаются термином «находка», в отличие от М., наблюдавшихся при падении и называемых «падениями».

  М. имеют размеры от немногих ммдо нескольких ми весят, соответственно, от долей гдо десятков т.Самый крупный из уцелевших от раскола - железный метеорит Гоба, найденный в Юго-Западной Африке в 1920, весит около 60 т.Второй по размерам - железный метеорит Кейп-Йорк, найденный в Гренландии в 1818, весит 34 т.Известно около 35 М., масса каждого из которых превосходит 1 т.

 Вследствие дробления метеорных тел одновременно падает группа М., в которой число отдельных М. достигает десятков, сотен и даже тысяч. Такие групповые падения называют ( рис. 5 ), причём каждый метеоритный дождь считается за один М. В Приморском крае СССР 12 февраля 1947 выпал Сихотэ-Алинский железный метеоритный дождь (см. ) общей массой около 70 т.Ещё раньше, 30 июня 1908, в центральной части Сибири наблюдалось явление, предположительно вызванное падением и взрывом т. н. .Ежегодно на Землю выпадает не менее тысячи М. Однако многие из них, падая в моря и океаны, в малонаселённые места, остаются необнаруженными. Только 12-15 М. в год на всём земном шаре поступают в музеи и научные учреждения (см. табл.).

  На территории СССР до 1 января 1974 было собрано 146 М. (падений и находок).

Число метеоритов, зарегистрированных к 1 января 1966 (по М. Хею)

Класс	Падения	Находки	Итого
Железные Железокаменные Каменные	43 12 724	584 58 413	627 70 1137
Всего	779	1055	1834

  Явления, сопровождающие падения метеоритов.Падения М. на Землю сопровождаются световыми, звуковыми и механическими явлениями. По небу стремительно проносится яркий огненный шар, называемый ,сопровождаемый хвостом и разлетающимися искрами. По пути движения болида на небе остаётся след в виде дымной полосы. След, первоначально прямолинейный, быстро искривляется под влиянием воздушных течений, направленных на разных высотах в разные стороны, и принимает зигзагообразную форму ( рис. б ). Ночью болид освещает местность на сотни километров вокруг. Через несколько десятков секунд после исчезновения болида раздаются удары, подобные взрывам, за ними следует грохот, треск и постепенно затихающий гул, вызываемые ударными (баллистическими) волнами. Вдоль проекции траектории болида на земную поверхность ударные волны иногда вызывают более или менее значительное сотрясение грунта и зданий, дребезжание и даже раскалывание оконных стекол, распахивание дверей и т.д.

  Появление болида вызывается вторжением в земную атмосферу метеорного тела, скорость которого достигает полутора и более десятков км/сек.Вследствие сопротивления воздуха метеорное тело тормозится, кинетическая энергия его переходит в теплоту и свет. В результате поверхностные части метеорного тела и образующаяся вокруг него воздушная оболочка нагреваются до нескольких тысяч градусов. Вещество метеорного тела вскипает, испаряется, а частично в расплавленном состоянии срывается воздушными потоками и разбрызгивается на мельчайшие капельки ( рис. в ), немедленно затвердевающие и превращающиеся в шарики метеорной пыли ( рис. г ). Из продуктов, образуемых в результате этого процесса (называется абляцией), формируется пылевой след болида. Метеорное тело начинает светиться на высоте около 130-80 км,а на высоте 20-10 кмего движение обычно полностью затормаживается (см. схему). В этой части пути, называемой областью задержки, прекращаются нагревание и испарение метеорного тела (его обломков), болид исчезает, а тонкий расплавленный слой на поверхности обломков быстро затвердевает, образуя кору плавления. Под микроскопом на коре обнаруживаются сложная структура, в которой отражён след воздействия атмосферы; часто наблюдаются струйки ( рис. д ) ,разбрызганные капли и пористая или шлакообразная структура коры. После области задержки тёмные, покрытые затвердевшей корой обломки метеорного тела падают почти отвесно под влиянием притяжения Земли. Падая, они остывают и при достижении грунта оказываются только тёплыми или горячими, но не раскалёнными. При встрече М. с поверхностью Земли образуются углубления, размеры и форма которых зависят в значительной мере от скорости падения М. (см. ) .Зарегистрировано около 40 случаев попаданий М. в строения, при которых, однако, никаких существенных разрушений не произошло.

  Химический состав.В М. не содержится каких-либо новых, неизвестных на Земле, химических элементов, и в то же время в них обнаружены почти все известные элементы. Наиболее распространёнными химическими элементами в М. являются: Al, Fe, Ca, О, Si, Mg, Ni, S. Химический состав отдельных М. может значительно отклоняться от среднего. Так, например, содержание Ni в железных М. колеблется от 5 до 30% и даже более. Среднее содержание в М. драгоценных металлов и редких элементов (в гна 1 твещества М.): Ru10, Rh5, Pd10, Ag5, Os3, lr5, Pt20, Au5. Установлено, что содержание некоторых химических элементов тесно связано с содержанием других элементов. Так, оказалось, что чем выше содержание Ni в М., тем меньше в нём Ga, и т.п. Изотопный состав многих исследовавшихся химических элементов М. оказался тождественным изотопному составу тех же элементов земного происхождения. Наличие в М. радиоактивных химических элементов и продуктов их распада позволило определить возраст вещества, слагающего М., оказавшийся равным 4,5 млрд. лет. В межпланетном пространстве М. подвергаются воздействию космических лучей, и в них образуются стабильные и нестабильные космогенные изотопы. По их содержанию определён т. н. космический возраст М., т. е. время их самостоятельного существования, составляющее для разных экземпляров от немногих миллионов до сотен миллионов лет. Измерения космогенных изотопов позволяют также определять земные возрасты давно упавших М., т. е. промежутки времени с момента падения М. на Землю, достигающие десятков и сотен тысяч лет.

  Содержание в М. космогенных изотопов, а также присутствие треков, образуемых частицами высоких энергий, позволяют изучать вариации интенсивности космических лучей в пространстве и во времени, а также определять первичные (до падения на Землю) массы М.

  Минеральный состав.В отличие от химического, минеральный состав М. своеобразен: в М. обнаружен ряд неизвестных или очень редко встречающихся на Земле минералов. Таковы: шрейберзит, добреелит, ольдгамит, лавренсит, меррилит и др., которые присутствуют в М. в незначительных количествах. За последние годы в М. открыто несколько десятков новых, ранее неизвестных минералов, многие из которых названы по имени метеоритологов, например: фаррингтонит, юриит, найнинджерит, криновит и др. Наличие этих минералов указывает на своеобразие условий образования М., отличающихся от условий, при которых образовались земные горные породы. Наиболее распространёнными в М. минералами являются: никелистое железо, оливин, пироксены - безводные силикаты (энстатит, бронзит, гиперстен, диопсид, авгит) и иногда плагиоклаз.

  Некоторые специфические метеоритные минералы, например лавренсит, очень нестойки в условиях Земли и быстро вступают в соединения с кислородом воздуха. В результате на М. появляются обильные продукты окисления в виде ржавых пятен, что приводит к разрушениям М. В некоторых редких типах М. присутствует кристаллическая космическая вода, а в других, столь же редких М. встречаются мелкие зёрна алмаза. Последние представляют собой результат ударного метаморфизма, которому подвергся М. В М. были выделены разные газы, встречающиеся в разных количественных соотношениях. Минеральный состав М. убедительно свидетельствует об общности происхождения М. различных классов и типов.

  Структура метеоритов.Отполированные и протравленные раствором азотной или какой-либо др. кислоты поверхности большинства железных М. показывают сложный рисунок, называемый видманштеттеновыми фигурами. Этот рисунок состоит из пересекающихся полосок-балок, окаймленных узкими блестящими лентами. В отдельных промежуточных участках наблюдаются многоугольные площадки-поля ( рис. е ). Видманштеттеновы фигуры появляются в результате неодинакового действия травящего раствора на поверхность М. Дело в том, что никелистое железо состоит из двух фаз-минералов: камасита с малым содержанием Ni и тэнита с высоким содержанием Ni. Поэтому балки, состоящие из камасита, травятся сильнее, чем поля, заполненные тонкой механической смесью зёрен камасита и тэнита. Узкие ленты, окаймляющие балки и состоящие из тэнита, совсем не поддаются травлению. Балки-пластинки камасита расположены в М. вдоль плоскостей восьмигранника (октаэдра). Поэтому М., в которых обнаруживаются видманштеттеновы фигуры, называемые октаэдритами. Реже встречаются железные М., состоящие целиком из камасита и показывающие при травлении тонкие параллельные линии, называемые неймановыми ( рис. ж ) .Внутренняя микроструктура таких М. показывает кристаллическое сложение по кубу, шестиграннику (гексаэдру). Поэтому этот тип М. называется гексаэдритами. Столь же редко встречаются железные М. ( ) ,которые не показывают никакого рисунка; они содержат наибольшее количество Ni. Железокаменные М. ( ) представляют собой как бы железную губку, пустоты которой заполнены прозрачным минералом жёлто-зелёного цвета - оливином. Другой тип железокаменных М., называется ,в изломе показывает обильные включения никелистого железа в основной каменистой массе. Каменные М. подразделяются на две основные группы. Одну группу, объединяющую около 85% падений каменных М., составляют М., в которых присутствуют своеобразные шарики, называемые ,размерами от микроскопических зёрен до горошины ( рис. з ). Хондры представляют собой, по-видимому, быстро затвердевшие капли. М. этой группы назыывают .Вторая, значительно более редкая группа заключает в себе М., совершенно не содержащие хондры и называемые .

  Происхождение метеоритов.Наиболее распространена точка зрения, согласно которой М. представляют собой обломки .Установлено, что метеорные тела движутся по эллиптическим орбитам, подобным орбитам малых планет. Огромное количество мелких малых планет, диаметром много меньше километра, составляют группу, переходную от малых планет к метеорным телам. Вследствие соударений, происходящих между мелкими малыми планетами при их движении, идёт непрерывный процесс их дробления на всё более мелкие части, пополняющие состав метеорных тел в межпланетном пространстве. М. являются образцами твёрдого вещества внеземного происхождения, доступными для непосредственного изучения и доставляющими многообразную информацию о ранней стадии образования Солнечной системы и её дальнейшей эволюции. Т. о. изучение М., открывающее всё новые и новые факты, имеет важное космогоническое значение. Оно имеет также значение и для изучения глубинных частей Земли.

  Некоторые исследователи относят к М. и ,своеобразные стеклянные тела, которые находят в разных местах земной поверхности. Однако условия образования тектитов и вообще их природа отличают их от М. См. также .

  Лит.:Кринов Е. Л., Основы метеоритики, М., 1955; Мэйсон Б., Метеориты, пер. с англ., М., 1965; Вуд Дж., Метеориты и происхождение солнечной системы, пер. с англ., М., 1971; Заварицкий А. Н., Кваша Л. Г., Метеориты СССР, М., 1952; Метеоритика. Сб. ст., в. 1-30, М., 1941-70; Heide P., Kleine Meteoritenkunde, В., 1957; The Solar System, ed. G. P. Kniper, B. Middlehurst, v. 4, [N. Y.], 1963; Hey М. Н., Catalogue of Meteorites, 3 ed., L., 1966.

  Е. Л. Кринов.

Каменный метеорит Венгерово, массой около 10 кг, упавший 11 октября 1950 в Новосибирской обл. Видна тонкая кора плавления, покрывающая метеорит, и пепельно-серое внутреннее вещество на поверхности излома.

Каменный метеорит Старое Борискино (слева), упавший 20 апреля 1930 в Оренбургской обл., и каменный метеорит Старое Песьяное (справа), упавший 2 октября 1933 в Курганской обл. В изломах видно чёрное внутреннее вещество у первого метеорита и светло-серое - у второго.

Поверхность раскола каменного метеорита (хондрита) Саратов, упавшего 6 октября 1918; видны отдельные хондры разного размера.

Схема траекторий метеоритов в земной атмосфере.

Железный метеорит Богуславка, состоящий из двух частей, общей массой 257 кг, упавший 18 октября 1916 в Приморском крае. Видны резко выраженные регмаглипты.

Разбрызганные капли на поверхности одного из экземпляров Сихотэ-Алиньского железного метеоритного дождя.

Шарики, капельки и другие частицы пылевого следа, извлеченные из грунта в районе падения Сихотэ-Алиньского метеоритного дождя.

Видманштеттовы фигуры на протравленной поверхности железного метеорита Чабанкол, найденного в 1938 в Новосибирской обл.

Струйчатая структура коры плавления, наблюдаемая на поверхности железного метеорита Репеев Хутор, упавшего 8 августа 1938 в Астраханской области.

Неймановы линии на протравленной поверхности железного метеорита Богуславка.

Каменный метеорит Каракол, массой 2,8 кг, упавший 9 мая 1840 в Семипалатинской обл. Метеорит имеет конусообразную (ориентированную) форму.

Обломки каменного метеоритного дождя, выпавшего 26 декабря 1933 в Ивановской обл. Всего собрано 97 экземпляров, общей массой 49 кг.

Пылевой след, оставшийся по пути движения болида, наблюдавшегося 19 октября 1941 на Чукотке (через полчаса после пролета). Фотоснимок Д. Дебабова.

Пылевой след, оставшийся по пути движения болида, наблюдавшегося 19 октября 1941 на Чукотке. Фотоснимок Д. Дебабова.

Метеорная астрономия

Метео'рная астроно'мия, раздел астрономии, посвященный изучению структуры, происхождения и эволюции в межпланетном пространстве. Исследование структуры и движения метеорного вещества ведётся путём оптических и радиолокационных наблюдений метеоров, наблюдений ,регистрации ударов метеорных тел с помощью датчиков, установленных на искусственных спутниках Земли и космических зондах, изучения движения метеорных потоков методами небесной механики. В СССР работы по М. а. ведутся в Москве, Душанбе, Киеве, Одессе, Харькове, Казани; за рубежом в США (Гарвардская и Смитсоновская обсерватории), в ЧССР, Великобритании, Австралии.

Метеорная ионизация

Метео'рная иониза'ция, ионизация в верхней атмосфере, обусловленная вторжением в неё .Активная М. и. происходит в основном при столкновениях испарившихся и распылённых метеорных атомов с молекулами воздуха. Среднее число свободных электронов, порождаемых одним метеорным атомом, пропорционально примерно 4-й степени его скорости и в интервале метеорных скоростей 11-73 км/секизменяется от 0,001 до 1. Активная М. и. наиболее интенсивна на высотах 80-120 км,где в основном испаряются метеорные тела. Выше 120 кмактивная М. и. вызывается распылёнными метеорными атомами и отлетающими после столкновения с метеорным телом атмосферными молекулами. Др. источником ионов метеорного происхождения является ионизация постоянно присутствующих в верхней атмосфере метеорных атомов под действием солнечного излучения и в результате .

 При масс-спектрометрических измерениях ионного состава верхней атмосферы, выполненных с помощью ракет, обнаружены метеорные ионы Mg ⁺, Si ⁺, Ca ⁺, Fe ⁺и др. на высотах 80-180 км.Наибольшая концентрация метеорных ионов (10 ²-10 ⁴в 1 см ³) наблюдается на высотах 80-120 км,где она может быть сравнимой с концентрацией основных атмосферных ионов NO ⁺и O ²⁺. Рекомбинация атомарных метеорных ионов протекает значительно медленнее, чем молекулярных атмосферных ионов, поэтому М. и. играет существенную роль в поддержании ночной ионизации области Е и в образовании спорадических слоев E _s(в слоях E _sс высокой электронной концентрацией метеорные ионы могут быть доминирующими). М. и. обусловлена в основном спорадическими метеорными телами и во время действия ежегодных метеорных потоков увеличивается незначительно. М. и. сильно возрастает во время метеорных дождей; например, во время метеорного дождя Драконид 10 октября 1946 ионосферными станциями было отмечено образование слоя E _s.

 После пролёта метеора остаётся ионизованный след длиной до нескольких десятков кмс начальным диаметром до нескольких м.Ионизованный метеорный след быстро расширяется под действием диффузии. Электронная концентрация в следе уменьшается также вследствие рекомбинации и прилипания электронов к нейтральным атомам атмосферы. Ионизованные метеорные следы отражают радиоволны ультракоротковолнового и коротковолнового диапазонов, что используется в системах ,а также для радиолокационных исследований метеоров и верхней атмосферы. См. также