science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe zeldzame mineralen ontstaan ​​wanneer meteorieten de aarde inslaan

Wetenschappers werken aan de centrale top van de Gosses Bluff-meteorietkrater in Northern Territory. Krediet:Nick Timms, Auteur verstrekt

De ontdekking van een zeldzaam mineraal (reidite) in de Woodleigh-meteoriet-inslagstructuur in West-Australië werd deze week gepubliceerd door Curtin University eert student Morgan Cox en collega's.

Reidite - en andere mineralen - worden soms gevormd wanneer meteorieten op de aarde botsen.

Hiervoor zijn bepaalde omstandigheden nodig. Slechts zes eerdere ontdekkingen van reidite waren ooit gemeld.

Dit is wat er gebeurt als een meteoriet de aarde inslaat.

Rotsen uit de ruimte

Onze planeet wordt voortdurend gebombardeerd door meteorieten – gesteenten uit de ruimte – en dat al sinds de vorming ervan, ongeveer vier en een half miljard jaar geleden.

Deze objecten omvatten rotsachtige en metalen asteroïden, kometen en ander puin dat overblijft na de vorming van het zonnestelsel, rotsfragmenten die van planeetoppervlakken werden uitgestoten door impactgebeurtenissen en mogelijk zelfs zeldzame bezoekers die van buiten ons zonnestelsel zijn gereisd.

Ruimtevoorwerpen variëren in grootte van kleine deeltjes tot enorme asteroïden. Ze komen meestal met snelheden van vele kilometers per seconde op ons af, de zogenaamde hypersnelheden.

Gelukkig voor ons, Hoewel, kleine stenen zijn de meest voorkomende, en de atmosfeer van de aarde vertraagt ​​ze tegelijkertijd, verbrandt ze weg en breekt ze op. We kunnen dit vaak zien gebeuren als vuurballen en meteorenregens. Alle overgebleven brokken steen vallen vrij naar het aardoppervlak om als meteorieten te worden verzameld.

Het Fireballs in the Sky-team van Curtin University heeft een geweldig netwerk van camera's om binnenkomende vuurballen te volgen en de uiteindelijke landlocatie van meteorieten te voorspellen - en uit te zoeken waar ze in het zonnestelsel vandaan kwamen. Ze hebben op deze manier een aantal geweldige meteorietontdekkingen gedaan.

Sommige rotsen maken nooit de laatste landing. Sommige kunnen ook een luchtstoot produceren - een atmosferische drukgolf die schade kan veroorzaken, zoals in Tsjeljabinsk in Rusland in 2013. Hier, een asteroïde met een diameter van ongeveer 20 meter en een snelheid van 19 km per seconde explodeerde ongeveer 30 km boven de grond, veroorzaakte een explosie die sterk genoeg was om de ramen van gebouwen in zes nabijgelegen steden uit te blazen.

Te groot om te vertragen

Sommige binnenkomende rotsen zijn te groot om onze atmosfeer te vertragen, en deze zijn veel zeldzamer.

Deze slaan met hoge snelheden in de aarde, die een enorme hoeveelheid energie afgeeft en inslagkraters veroorzaakt. De grootte van een inslagkrater hangt vooral af van de afmetingen, dichtheid en snelheid van de meteoriet.

Er zijn veel bekende inslagkraters in Australië, zoals Wolfe Creek in de Kimberly, en Gosses Bluff in de buurt van Alice Springs. We kennen ook kraters die nu zijn begraven onder lagen van recent sedimentair gesteente, zoals Woodleigh, West Australië.

In dit monster van een meteorietkrater zijn gele lijnen van het zeldzame mineraal reidiet te zien die over de kristalstructuur van zirkoon lopen. Krediet:Geoscience World

wereldwijd, er zijn ongeveer 190 inslagkraters (of hun geërodeerde overblijfselen) op aarde ontdekt - veel minder dan wetenschappers voorspellen dat ze zich in de hele geschiedenis van de aarde hadden moeten vormen.

Dit komt omdat het aardoppervlak een behoorlijk dynamische plaats is, en processen van erosie en platentektoniek werken om het bewijs van inslagkraters in de loop van de tijd te wissen.

De bekende kraters variëren in diameter van enkele meters tot enkele honderden kilometers, en variëren in leeftijd van een paar duizend jaar tot ongeveer twee miljard jaar.

Er hebben zich in de recente geschiedenis geen inslagkraters gevormd, dus wetenschappers vertrouwen op het bestuderen van oude kraters in combinatie met laboratoriumexperimenten en computersimulaties om erachter te komen wat er gebeurt tijdens dergelijke catastrofale gebeurtenissen.

Snelheid en druk

Een impactgebeurtenis met hypervelocity plaatst de impactor (dat wil zeggen het gesteente dat uit de ruimte komt) en "ground zero" doelgesteenten onder enorme druk, die zich door de aarde voortplant als een schokgolf sneller dan de snelheid van het geluid.

Het is niet ongewoon dat de rotsen een druk van tientallen of zelfs honderden gigapascals bereiken, wat overeenkomt met honderd miljard keer de druk van de aardatmosfeer. Zelfs in de fracties van een seconde die stenen bij deze druk doorbrengen, sommige mineralen transformeren in nieuwe "hogedruk" mineralen.

Bijvoorbeeld, grafiet kan diamanten vormen, en het mineraal zirkoon kan veranderen in reidiet - zoals beschreven in het nieuwe artikel.

Terwijl de schokgolf voorbijgaat, warmte-energie wordt geproduceerd door het vrijkomen van hoge druk. Dit kan de rotsen voldoende verwarmen om te smelten, en in veel gevallen zelfs volledig verdampen de meteoriet en rotsen op ground zero.

Schokgolven veroorzaken ook veel schade aan rotsen. Ze kunnen in fragmenten breken en hoog in de atmosfeer en zelfs in de ruimte worden uitgestoten, een komvormige krater achterlatend.

Uiteindelijk verliest de schokgolf energie, dus het vertraagt ​​en wordt minder destructief, en rimpelingen door de aarde als seismische golven vergelijkbaar met die uitgezonden tijdens een aardbeving.

De aarde is voor altijd veranderd

Bij enorme impactgebeurtenissen - zoals degene die het uitsterven van de dinosaurussen veroorzaakte en de 180 km over de Chicxulub-krater in de Golf van Mexico - wordt het midden van de krater omhoog geduwd om een ​​centrale piek of piekring te vormen.

Het is nogal alarmerend om te bedenken dat al deze dingen gebeuren binnen enkele seconden tot minuten na een botsing, en kan langdurige littekens achterlaten op het aardoppervlak, aanzienlijke milieueffecten veroorzaken, en zelfs leiden tot massale uitstervingen.

Inslagkraters zijn overblijfselen van werkelijk catastrofale gebeurtenissen op aarde. Rare mineral formation is just one of the possible outcomes when rocks arrive from space.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.