Rieth József: Anyagvilág - Háttérismeret

Kondritok

TartalomjegyzékhezVilágképem <  Anyag-időszak     

A kondritok a meteoritok egy gyakori típusát alkotják. A görög mag = kondrum szóból származik a nevük. A meteorithullások idején az esetek 85%-ában kondritos meteorit hullik.

A meteoritok három fő típusa

A meteoritokat ma három nagy anyagtípusba sorolva csoportosítják: kő-, kő-vas- és vasmeteoritokként. Ezek közül a kőmeteoritok két részre bonthatók, kondritokra és akondritokra. Az akondritokban már nincsenek kondrumok. Hogy hogyan lesznek kondritokból akondritok, izgalmas anyagfejlődés-történeti kérdés és a meteoritika tudományának egyik fő területe ez.

Üveges kondrum vékonycsiszolati szöveti képe.

 

Porfíros kondrum vékonycsiszolati szöveti képe, részlet.

A porfíros kondrum fokozatosan átalakul vizes oldat hatására és

a különböző ábrák ezeket a fokozatokat mutatják.

Az olivin kristályok fokozatosan kapnak átalakulási kérget,

majd végül teljesen beolvadnak a vizesen átalakult ásványok közé

A kondritok tizedmilliméterestől a centiméteres méretig terjedő nagyságú kicsiny gömböket, görögül kondrumokat (magokat) tartalmazó meteoritok, s ezekről kapták nevüket. A kondritok a hullott meteoritok körében 85%-ot tesznek ki. Közöttük az igen ősinek tartott szenes kondritok csak néhány százaléknyi csoportot alkotnak, mert könnyen málló, elmorzsolódó anyagúak, s hulláskor többségük széttöredezik apró darabokra. Ilyen a Magyarországon hullott híres kabai meteorit is, amely azonban szép alakú, a légkörön való áthaladás nyomait olvadéksugarakkal lesimított, sugarasan-kúposan mintázott - ablatált - felületén is magán viselő darab.

A kondritos kis égitest fejlődéstörténete (L. részletesen.)

A kondritos meteoritok hőtörténetét több szakaszra bonthatjuk. Ezeknek az átalakulási szakaszoknak a nyomait hordozzák anyagukban, szövetükben.

Kétféle fölmelegedési szakaszt tudunk megkülönböztetni. Az első fölmelegedési (és lehűlési) szakasz akkor történt, amikor a Naprendszer kialakult. Ekkor fejlődtek ki a Nap körüli ásványi anyagok s alkottak öveket a Naptól távolodva csökkenő hőmérsékletük szerinti elrendeződésben.

A második fölmelegedési szakasz már a kis égitest belsejében zajlott le. Ez a szakasz két részre osztható. A korábbi a kis égitest fölmelegedésének az a szakasza, amikor az emelkedő hőmérséklet hatására az égitest ásványi anyagai átkristályosodnak. (Ennek egyik speciális esete, amikor az átkristályosodás víz hatására történik.) Későbbi a kis égitest további fölmelegedésének az a szakasza, amikor az emelkedő hőmérséklet hatására megolvadások történnek és a kis égitest öves szerkezetűvé differenciálódik. Mindegyik szakasz vizsgálatához a kondritok szövetét kell ismernünk.

Ősi kondritos szövet

A kondritos szövet két fő összetevőből áll: kondrumokból és mátrixból. Előfordulnak kisebb mennyiségben jelen lévő összetevők is, mint például a "fehér zárványokat" (CAI), melyek a spinellhez hasonlóan nagy olvadáspontú ásványokból állnak, vagy a kondrumokat körülvevő peremeket.

A kondritos kőzetszövet kémiai szempontból ellentmondásos szerkezetű. Míg a mátrix finom szemcsés, alacsony hőmérsékleten keletkezett ásványokból áll, addig a kondrumok is, és a CAI-k is magas olvadáspontú anyagok. Az a tény, hogy a kétféle keletkezési hőmérsékletű ásványi összetevők együtt vannak, nem „egyenlítődtek ki”, kémiai szempontból két dolgot jelent. Egyrészt a kőzet összetevői különböző helyeken keletkeztek és sodródtak egymás mellé, már hideg állapotban, még a Naprendszer keletkezése idején. Másrészt kémiai különbségük azt jelzi, hogy az az égitest, vagy égitest-zóna, amelyből a szenes kondrit meteoritanyaga leszakadt, sohasem melegedett fel eléggé. Ha fölmelegedett volna, a kondritos anyag „átsült” volna, átkristályosodott volna s kémiailag harmonizálódott volna a kondrumoknak és a mátrix szövetének az ásványos anyaga. Ez nem történt meg, meteoritünk tehát ősi, különféle eredetű anyagokból összetapadt kőzet. Ez az ősi anyag a Naprendszer születése körüli idők anyagait hordozza.

A fölmelegedés során kialakulnak a kondrit típusok

A kőmeteoritok ásványai leginkább a földi magmás kőzetek ásványaival rokoníthatók, a kondritokéi pedig a földi köpenyt alkotó ásványokkal: olivinnel és alacsony Ca tartalmú piroxénekkel. E két fő ásványi összetevő alapján készült a századelőn a Rose-Prior-, majd a kémiai összetételi mérésekkel kiegészített Urey-Craig és a Wiik-Mason osztályozás is.

Ezek alapján a 60-as években már öt nagy kondrit csoportot különítettek el és hatodikként a szenes kondritokat:

az ensztatit kondritokat (E), az olivin-bronzit (H), az olivin-hipersztén (L), az amfoterit (LL) és az olivin-pigeonit (C-III. ilyen a híres kabai meteorit is) kondritokat valamint a szenes kondritokat (C), melyek később a zárójelben álló betű jeles rövidítést kapták. A szenes kondritokat Wiik a C-I., C-II. és a C-III. szenes kondrit csoportokba sorolta, csökkenő illóelem tartalmuk alapján. A kondritok (egyes szenes kondritok kivételével) mindig tartalmaznak fémes összetevőt, Fe-Ni ötvözetet és FeS szulfidot is. A kondritos meteoritok ásványai azok, amelyeket kémiai modellekkel le tudtak vezetni a 70-es években a Nap körül kialakult, majd lehűlt Szoláris ködből.

A fokozatosan fölmelegedő kisbolygó övezeteinek képe. A felső sorban a kisbolygó kondritos övei figyelhetők meg, az alsó sorban már a vas kiolvadása és a bazalt felszínre kerülése van ábrázolva. A Brahin pallazit egy szelete, melyben nagyméretű, szép olivin kristályok helyezkednek el a vasmeteorit mátrixában. Vasmeteorit metszete, melyen jól megfigyelhetők a widmanstätten mintázat sávjai. A differenciálódott kis égitest keresztmetszetének képe.

A kondritok petrológiai típusai

A kondritok petrológiai típusait az 1960-as években dolgozták ki, amikor a fölkészülés zajlott a holdkőzetek fogadására az Apollo-program nyomán. A kondritok petrológiai típusai lényegében olyan fölmelegedési fokozatok, amelyek észrevehetően átalakítják a kondritos szövetet, átkristályosítják. Ezeket a fokozatokat van Schmus és Wood dolgozta ki. A hat petrológiai típushoz mindhez tartozik egy fölmelegedési hőmérséklet az E, H, L, LL és C osztályban. A melegedés hatására történő lassú átkristályosodás (metamorfózis) során a kondritos kőzetszövet fokozatos átalakulása figyelhető meg. A kondrumok fokozatosan elmosódott körvonalúvá válnak, majd teljesen szétfoszlanak a diffúzió hatására. Ugyancsak a hőmérséklet emelkedésével fokozódó diffúzió hatására kémiai kiegyenlítődés történik az egyes ásványok kémiai összetételében, elsősorban a mátrix és az ásványok között.

A differenciálódási szakasz

A további fölmelegedés már parciális olvadási folyamatokat indít el. Az idők során egyre több olyan - viszonylag ritka - meteoritot találtak és tanulmányoztak, amely ugyan még kondritos összetételű, de már teljesen elveszítette kondrumos szövetét. Ezeket primitív akondritoknak nevezték el. Ma ezeket tekinthetjük a kondritokkal indult hőtörténeti fejlődés második szakasz kezdetének. (Ilyen meteoritok az acapulcoitok, lodranitok, melyekben, kis mértékben a vas megolvadását, és bazaltos komponens parciális megolvadását is megfigyelték.)

A primitív akondritokból (melyek még kondritos összetételűek) olvadnak ki a legalacsonyabb olvadáspontú összetevők: előbb a vas és a vasszulfid, később pedig a bazalt.

Az övekre tagolódó fölmelegedő kondritos kisbolygó

A fölmelegedés és megolvadások hatására a kisbolygó övekre tagolódik.

-------------------------------

Olivin

Szilikáttartalmú ásvány, összetétele a Fe2SiO4 (fayalit) és a Mg2SiO4 (forsterit) között változhat. Drágakő-minőségű kristálya a peridot. Előfordulás: fontos szerepe van a kovasavban szegény kőzetekben. A Föld felső rétegének egyik fontos kőzetalkotó ásványa.

Fizikai és kémiai tulajdonságok:

Üvegfényű, kemény, rendszerint olajzöld színű.

Rombos kristályokat alkot.

Sűrűsége 3,2-3,4 g/cm3

Mohs keménysége 6,5-7

--------------------------------

A Spitzer infravörös űrteleszkóp mérései alapján a fiatal objektumra záporozó zöld színű olivin kristályok jelenlétét mutatták ki a HOPS-68 katalógusjelű protocsillagot övező por- és gázkorongban. felhívás Ez az első alkalom, hogy ilyen kristályokat azonosítottak egy formálódó csillagra behulló poros gázfelhőben. Egyelőre még nem teljesen világos, hogy a szemcsék hogyan kerültek oda, de a legvalószínűbb magyarázat az, hogy a protocsillag korongra merőleges kifúvásai (jet-ek) révén jutottak ki az Orion csillagképben megfigyelhető HOPS-68 közvetlen közeléből. A kutatás vezetője, Tom Megeath (University of Toledo, Ohio) szerint ugyanis a kristályok képződéséhez a láváéhoz hasonló nagyságú hőmérséklet, mintegy 700 °C kell, azaz a kristályoknak a kialakuló csillag felszíne közelében kellett létrejönniük, onnan dobódtak ki a sokkal hidegebb környező felhőbe, hogy onnan visszahulljanak a korong belső részeire. Fiatal csillagok körüli, bolygókat létrehozó korongokban korábban is figyeltek már meg ilyen kristályokat, egy protocsillag körüli kollabáló felhő külső részében való megjelenésük az ottani -170 °C-os hőmérséklet miatt viszont meglepetés, amit a kutatók szerint csak a jet-es elképzelés magyarázhat.

A kép baloldali része a Spitzer űrteleszkóp felvétele a HOPS-68 protocsillag környezetéről.

A középső azt illusztrálja, hogy az olivin kristályok keletkezési helyükről történő

kijutásában jelentős szerepet játszottak a protocsillag kifúvásai, a

jobboldali panel pedig azt, hogy ezek a kristályok visszahullanak

a korong azon részére, melyből a bolygók alakulnak ki.

[NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)]

A kristályok az olivin-csoportba tartozó forsterit formájában vannak jelen a HOPS-68 körül. Ez a típus a drágakövektől kezdve a homokos tengerpartokon keresztül egészen a távoli galaxisokig bezárólag sok helyütt előfordul, de a NASA Stardust és Deep Impact szondái is detektálták az általuk megközelített üstökösökben. Charles Poteet (University of Toledo, Ohio), a kutatás egyik résztvevője szerint bár a protocsillagra zuhanó felhő sötét, a kicsiny kristályok a mégiscsak előforduló fotonok miatt zöld szikrákként csillognának a poros háttér előtt - már ha lenne lehetőségünk közelről figyelni a tőlünk körülbelül 1450 fényév távolságban található rendszert.

A Spitzer infravörös spektrográfjával rögzített színképen zöld szín jelzi a

forsterit kristályok jelenlétére utaló spektrumrészeket.

[NASA/JPL-Caltech/C. Poteet (University of Toledo)]

A felfedezés, illetve a hozzá fűzött okfejtés kiegészítő magyarázattal szolgálhat arra is, hogy a Naprendszer külső, hideg tartományaiban kialakuló üstökösök miért tartalmazhatják szintén ezeket a kristályokat. A jelenleg elfogadott elképzelés szerint a kialakuló Naprendszerben a bolygókeletkezés alapanyagául szolgáló protoplanetáris korong "szennyeződött" be a fiatal Nap közelében keletkezett olivin kristályokkal, melyek keletkezési helyüktől kifele, a hidegebb tartományok felé vándoroltak. Poteet és kollégái szerint ez továbbra is jó szcenárió, de besegíthettek a jet-ek is, melyek a kristályokat jóval messzebbre fújták ki, majd azok onnan hullottak vissza a formálódó bolygórendszer külső vidékeire. Mindkét részfolyamat végeredménye a kristályok üstökösökbe fagyása. (Forrás: Spitzer News 2011.05.26. Kovács József. Astrophysical Journal Letters)

TartalomjegyzékhezVilágképem <  Anyag-időszak     

-------------------------------

http://hu.wikipedia.org/wiki/Kondritok

http://www.vilaglex.hu/Lexikon/Html/Olivin.htm

http://hirek.csillagaszat.hu/csillagok_szuletese/20110617-szilikatos-kristaly-protocsillag.html

https://hu.wikipedia.org/wiki/Olivin