Классификация метеоритов: от хондритов до ахондритов и их роль в изучении Солнечной системы

Современные представления об астероидах и метеоритах основаны на синтезе данных: изучения найденных образцов, дистанционного зондирования и прямых миссий к малым телам. Ключевой вывод заключается в том, что состав этих тел систематически меняется с расстоянием от Солнца: содержание летучих веществ и льдов увеличивается к внешним регионам главного пояса астероидов. Метеориты классифицируются по минералогии, химическому составу и степени метаморфизма, что позволяет определить их происхождение: от фрагментов разрушенных планетезималей с металлическими ядрами до почти неизмененного материала протопланетного диска.

Рисунок 1. Компьютерная визуализация главного пояса астероидов Солнечной системы (не в масштабе), расположенного между орбитами Марса и Юпитера. На снимке схематично изображено распределение тел различного размера в поясе астероидов — основном источнике большинства метеоритов, падающих на Землю (Марк Гарлик/Photo Researchers, Inc.).

Основная задача классификации — объединить метеориты в группы, происходящие от общего родительского тела (астероида или планеты). Для этого анализируют их минералогические, физические, химические и изотопные свойства. Традиционно метеориты делили на три типа: каменные, железные и железокаменные. Современная систематика фокусируется на разделении хондритов (примитивных) и нехондритов (ахондритов, железных и железокаменных), которые, в свою очередь, делятся на примитивные и дифференцированные.

Идентификация метеоритов на Земле затруднена из-за сходства с земными породами. Главный отличительный признак — оплавленная корка, образующаяся при прохождении через атмосферу. Основным источником собранных образцов является Антарктида, где на льду легко обнаружить обломки внеземного происхождения. Около 85% найденных метеоритов — это хондриты, что отражает их распространенность в Солнечной системе.

Хондриты считаются архивом древнейшей истории Солнечной системы. Их химический состав близок к солнечному, а возраст около 4.568 миллиардов лет делает их древнейшим доступным материалом. Они содержат хондры — сферические включения, представляющие собой капли расплава, застывшие в протопланетной туманности. Некоторые включают кальциево-алюминиевые включения (CAI), сформировавшиеся при экстремально высоких температурах свыше 1700°C.

Основные классы хондритов: обыкновенные, углистые и энстатитовые. Углистые хондриты особенно ценны, так как содержат сложные органические соединения (аминокислоты, углеводороды) и свидетельства водного изменения, что указывает на наличие пребиотической химии. Энстатитовые хондриты часто являются ударными брекчиями, что указывает на бурную историю столкновений в поясе астероидов.

Ахондриты — это магматические породы, лишенные хондр, что свидетельствует о плавлении и дифференциации их родительских тел. Некоторые из них имеют планетное происхождение: SNC-метеориты (шерготтиты, нахлиты, шассиниты) идентифицированы как образцы с Марса, а группа HED (говардиты, эвкриты, диогениты) связана с астероидом Веста. Их изучение позволяет анализировать геологию других планетарных тел.

Железные метеориты интерпретируются как фрагменты металлических ядер разрушенных планетезималей. Их внутренняя структура часто демонстрирует видманштеттеновы фигуры — узоры, возникающие при медленном охлаждении железо-никелевого сплава. По структуре их делят на октаэдриты, гексаэдриты и атакситы. Размер кристаллов позволяет оценить размер родительского тела (от 80 до 300 км в диаметре).

Железокаменные метеориты занимают промежуточное положение. К ним относятся палласиты (кристаллы оливина в металлической матрице) и мезосидериты (сложная смесь силикатов и металла). Считается, что они формировались на границе ядро–мантия в дифференцированных телах. Их сложная брекчированная текстура свидетельствует о процессах столкновений и повторной аккреции в ранней Солнечной системе.

Таким образом, современная классификация метеоритов создает систематическую основу для реконструкции истории Солнечной системы. Изучение этих космических образцов, от примитивных хондритов до высокодифференцированных ахондритов и фрагментов ядер, позволяет понять ключевые процессы: аккрецию, планетарную дифференциацию, бомбардировку и динамическую эволюцию малых тел на протяжении 4.5 миллиардов лет. Эти данные являются прямым материальным свидетельством условий, приведших к формированию Земли и других планет.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Тимоти Куски

Источник: Энциклопедия наук о Земле и космосе

Данные публикации будут полезны студентам и аспирантам геологических специальностей, профессиональным геологам-тектонистам, специалистам в области геодинамики и региональной геологии, а также всем, кто интересуется фундаментальными процессами формирования и эволюции земной коры.