شهاب سنگ

شهابوارها،نوعی اجرامی کوچک و متخلخل اند که به آسانی خرد و به هنگام پرواز متلاشی می شوند.چگالی شهابوار متوسطی که به کمک دوربین فیلمبرداری محاسبه شده،در حدود 0.26g/cm3 است،که تا حدی مانند چگالی سنگ پاست،شهابواره های نادری که به زمین می رسند معمولا چگالتر،با چگالی حدود 3g/cm3 تا 8g/cm3 است.این گونه شهابسنگ ها به صورت سه گروه اصلی و چند گروه فرعی مشخص شده اند.گروه سنگ ها که 92 درصد کل شهابسنگ ها را تشکیل می دهند؛این گروه بسیار شبیه سنگهای معمولی زمینی،شامل آهن،سیلیسیم،کربن،منیزیم،آلومینیم و فلزات دیگرند.گروه سنگی آهنی ها که 1 تا 2 درصد کل شهابسنگ به شمار می آیند،مقطعی صیقلی از این شهابسنگ که کالبدی از سنگ و آهن را نشان می دهد،کانی الیوین در اجزای سنگی آن یافت می شود.
گروه آهن که 5 تا 6 درصد کل شهابسنگ ها را تشکیل می دهند،عمدتا از آهن با مقادیر متفاوتی نیکل ترکیب بافته اند.چرا موزه ها و افلاک نما ها معمولا شهابسنگ های آهنی و سنگی آهنی را بیشتر به نمایش می گذارند؟پاسخ این است که وقتی کسی برای جستجوی شهابسنگ ها به خارج از شهر می رود،این دو نوع شهابسنگ را آسانتر می‌تواند تشخیص دهد.نمای خارجی شهابسنگهای سنگی چندان به سنگ معمولی شبیه است که غالبا مورد توجه واقع نمی شود.از سوی دیگر،شهابسنگ های آهنی،به علت چگالی بیشتر،به عنوان چیزی که ممکن است شهابسنگ باشد،اسانتر به چنگ می آید؛البته چگالی بیشتر صرفا دلیل کافی بر شهابسنگ بودن نیست.شهابسنگ های آهنی واقعی وقتی بریده،صیقلی و با اسید رقیق کنده کاری شود،بر سطحش الگوی بسیار جالبی از خطوط و طرحهای هندسی پدید می آید.این طرح ها را خطوط ویتمانشتاتن(Widmannstatten Lines) می مانند.هیچ کانی سنگ مانند طبیعی با چنین طرحی بر روی زمین یافت نمی شود.ابعاد بلور هایی که در چنین شهابسنگ هایی آهنی دیده می شود،حاکی از آن است که فرایند سرد شدن آن بسیار کند بوده است،شاید به این دلیل که هسته یک شی بزرگتر را نشان می دهند.اگر شهابسنگ های آهنی به صورت اشیای کوچک جدا از هم سرد می شدند،این بلور های بزرگ،برای تشکیل شدن وقت کافی نمی داشتند.شهابسنگ های آهنی حاوی یک تا 20 درصد نیکل هم هستند.در مواد زمینی،نیکل با این نسبت همراه با آهن دیده نمی شود.
یک گروه فرعی از شهابسنگ های سنگی که کندریتهای کربن دار نامیده می شوند،موید حدس عمر قدیمی ترین شهابسنگ هاست؛از این لحاظ که تعین عمر پرتوزایی بعضی از کندریتها نشان می دهد عمر آن ها در حدود 4.6 میلیارد سال است.بخش صیقلی شده وجود کندولهای مدوری را نشان می دهد که به همین سبب آن ها را شهاب های کندریتی نامیده اند.وجود چنین دانه های بارزی حاکی از آن است که این نوع شهابسنگ خاص هرگز بیش از دمای 500K گرم نشده است.[۱]
مدار و منشا شهابسنگ ها

واقیعت هایی که تاکنون به آنها اشاره کردیم حاکی از این است که منشا شهابسنگ ها خارج از زمین است،اما شهابسنگ های آهنی برای آن که موادی آشکارا جدا از هم با چگالی متفاوت پدید آورند باید به دمایی رسیده باشند که بیشتر از دمای حاصل از عبورشان از داخل جو زمین،یا بر سطح زمین بوده است.بحث ما درباره رگبار های شهابی حاکی از این بود که رابطه ای میان شهاب ها و دنباله دار ها برقرار است.اما محتملتر آن است که اشیای بزرگتری که در حین عبور از جو زمین باقی می مانند از سیارکها ناشی شده باشد. به نظر برخی پژوهشگران در همان حول و حوش زمان پیدایش سیارات،اشیا دیگری،با ابعاد کوچکتر،تشکیل شدند.مرکز این اشیا دستخوش دماهای بسیار زیادی بوده،که شاید پرتوزایی کوتاه مدت،یک هسته مذاب ایجاد کرده است.مواد چگال تر به طرف مرکز این هسته گرایش یافته،به تدریج سرد شده و برای همیشه به حالت مجزا باقی مانده است.چنین جسمی ممکن است بر اثر یک برخورد به قطعات کوچکتری شکسته شده باشد.در این صورت هسته،شهابسنگ های آهنی،بخش خارجی شهابسنگ های سنگی و لایه های میانی شهابسنگ های سنگی آهنی را ایجاد کرده است.[۱]

دهانه های شهاب سنگی

هر کس یک بار در حاشیه دهانه بارینجر،نزدیک وینسلوی آریزونا ایستاده باشد بی تردید به حیرت افتاده است که چه رویداد فاجعه آمیزی توانسته است به ایجاد چنین گودال طبیعی عظیمی در سطح زمین منجر شود.چه شواهدی درباره منشا آن در دست داریم؟آیا پاسخ این پرسش سرنخی از منشا عوارض مشابهی که در ماه دیده می شود،به دست می دهد؟اگر بپذیریم که دهانه بارینجر حاصل برخورد یک جسم پر جرم باشد که با سرعت زیاد بر زمین فرود آمده است،در این صورت انتظار داریم که خود این جسم بر اثر برخورد دچار اسیب شده باشد.انرژی جنبشی آن باید در ظرف چند ثانیه به شکلهای دیگری از انرژی تبدیل یافته باشد.مثلا،مقداری از انرژی آن به گرما،مقداری صرف انفجار و ایجاد حفره و سرانجام مقداری صرف خرد شدن و احتمالا تبخیر خود جسم شده باشد.در حالی که وزن جسم ایجاد کننده دهانه بارینجر در مرتبه 100000 تن برآورد می شود،تنها 30 تن ماده در پیرامون این دهانه یافت شده است.اما،قطعا بازیافت همین مقدار ماده حاکی از آن است که منشا این دهانه نوعا تصادم و جسم مفقود شده احتمالا سیارکی پرجرم بوده است.برای ایجاد چنین حفره ای با مواد منفجره،لازم است که بیش از 10 تن ماده ـــــ در عمق حدود 100 متری زیر زمین منفجر شود.
انتظار ما این است که شواهدی از دمای زیاد و فشار زیاد را که ملازم چنین برخوردی بوده است،مشاهده کنیم.تعدادی از دهانه ها با نوعی سیلیس به نام کویزیت بسیار چگال احاطه شده اند.سیلیسی با این چگالی معمولا یافت نمی شود.گمان ما این است که این گونه سیلیس بر اثر شوک موجی فوق العاده ای که همراه با برخورد یک جسم بزرگ با زمین است،حاصل می شود.بر اثر این افزایش فشار ناگهانی،صخره ها همیشه در امتداد خطوط عادی ترکیدگیشان از هم نمی پاشد و ساختار از هم پاشیدگی مواد پوسته ای که ناحیه برخورد را احاطه می کند،غالبا شکل خاصی را نشان می دهد.نشانه دمای زیاد نیز ممکن است در تشکیل اجسام شبه شیشه ای حاصل از اجزای خاک دیده شود.
با در نظر گرفتن این ایده ها،باید نظریه های درباره عوارض شهابسنگ ها اراعه شود،به همین دلیل دانشمندان در صدد جستجوی چنین عوارضی هستند.زمین،بر خلاف ماه،فقط جاهای بسیار محدودی دارد که به یک ساختار دهانه ای شبیه باشد.بارزترین مکانها بررسی شده است و بسیاری از آنها دست کم از دو عارضه ممیزه یاد شده در بالا برخوردارند.جاهای کمتر آشکاری گاهی از طریق عکاسی به وسیله ماهواره یا با مطالعه بسیار دقیق نقشه های توپوگرافی که خطوط تراز ناحیه معینی را نشان می دهند،آشکار می شود.امروزه ممکن است جای معینی مسطح به نظر آید،در حالی که قبلا شکل دهانه آن کاملا بارز بوده است.این تغییر به تدریج در نتیجه فرسایش،تغییرات جوی در باد،باران و دما که عوارض آشکارتر را محو کرده،صورت گرفته است،اما دهانه های ماه تقریبا دستخوش فرسایش نشده اند،زیرا ماه فاقد جو است و بنابراین طی هزاران سال تقریبا بدون تغییر مانده است.
عمر یک دهانه را به طور تقریبی می‌توان از سیمای ظاهری آن استنتاج کرد.عمر دهانه بارینجر که رویدادی نسبتا جدید است،احتمالا بیش از 30000 سال است.اما،عمر دهانه وردفورت در افریقای جنوبی که امروزه تقریبا غیر قابل تشخیص است،احتمالا به 250 میلیون سال می رسد.برخوردی که دهانه 10 کیلومتری وردفورت را ایجاد کرده 500000 برابر برخوردی که دهانه بارینجر را به وجود اورده است،براورد می شود.
در این قرن دو سقوط بزرگ صورت گرفته که هر دو در سیبری بوده است.یکی در سال 1908 و دیگری در سال 1947.حتی با تخمین محافظه کارانه که یک سقوط بزرگ در هر 1000 سال صورت گرفته باشد.زمین باید در یک میلیون سال گذشته،در معرض 1000 رویداد سقوط قرار گرفته باشد.با وجود این،تعدادی دهانه های شناخته شده به هیچ روی چنین تعدادی را نشان نمی دهد.شاید بسیاری از دهانه های فرسایش یافته کشف نشده اند.[۱]

رویداد سیبری

در بامداد 30 ژوین سال 1908 رویدادی در دره تونگوسکای سیبری به وقوع پیوست که هنوز هم دانشمندان در خصوص آن به حدس و گمان مشغولند.شاهدان عینی در چند صد کیلومتری محل این رویداد گوی اتشینی دیده اند که مقدار زیادی از اسمان را فرا گرفته و گرمای حاصل از آن را احساس کرده اند.صدای وحشتناکی این گوی اتشین را همراهی می کرده و انفجاری با چندین نیرو صورت گرفته که حتی در آن فاصله زمین به لرزش در آمده و شیشه پنجره ها شکسته است.وقتی دانشمندان از محل وقوع حادثه دیدار کردند دهانه ای نیافتند.در عوض،وزش انفجار همه چیز را تا فاصله ده ها کیلومتر،در هر جهت صاف کرده است.تنها عارضه دست نخورده ای که به جا مانده محوطه کوچکی از درختان در مرکز ویرانی است.چنین الگویی یک انفجار هوایی با قدرت چند صد بمب اتمی را نشان می دهد.
این ویرانی همانند معیار های مربوط به اثر شهابسنگ آهنی عظیم با برخورد سیارک با زمین نیست،زیرا در این صورت هر دو آنها احتمالا به ایجاد دهانه عظیمی بزرگتر از بارینجر می انجامید.در واقع هرگز اثری از یک دهانه یا خرده پاره های شهابسنگی،در نزدیکی تونگوسکا یافت نشد.توضیح ممکن دیگر،می‌تواند احتمال برخورد جسمی بسیار پر جرم و در عین حال بسیار کم چگال تر از شهابسنگی آهنی باشد،که پس از برخورد به سرعت تخریب شده است،بدون آن که اثاری از خود به جای بگذارد.اگر شی تونگوسکا مرکب از برف فشرده شل بود،از همه این شرایط برخوردار بود،و در این صورت احتمال کلی می رفت که هسته یک دنباله دار باشد.دنباله دار ها عموما با نزدیک شدن به خورشید نوعی غبار از خود رها می کنند.درست پیش از رویداد سیبری،چند شب نور هایی با درخشندگی غیر عادی در اروپا مشاهده شد که علت را وجود غبار در جو دانستند.یک موج فشار جوی نیز در ایستگاه های متعدد هواشناسی اطراف زمین آشکار سازی شد که نشان می داد این موج بیشتر از یک بار به دور زمین سیر کرده است.چنان جسمی با نزدیک شدن به زمین یک موج شوک بر پا می کند که سرعت سیر آن بیشتر از سرعت سیر صوت است،و پیشاپیش خود دمای بسیار زیادی در جو به وجود می آورد.این دمای زیاد می‌تواند توجیهی برای درختان نیمسوخته در تونگوسکا باشد.با توجه به انرژی جنبشی که این جسم لازم دارد تا جنگلی را در هم فرو کوبد و این موج شوکی را راه اندازد،قطر آن در حدود 100 و جنبش چند میلیون تن برآورد می شود.
عنصر ایریدیم،در ماده پوسته زمین بسیار کمیاب است،با وجوداین دانشمندان شوروی در لایه های زغالی این ناحیه مقداری ایریدیم کشف کرده اند که می پندارد در حول و حوش زمان رویداد بر جا مانده باشد.این نظر تایید محکمی است بر این که شی تونگوسکا منشا خارج از زمینی داشته است.[۱]

شهاب سنگی که ممکن است عصر دایناسور ها را به پایان رسانده باشد

ما مدارکی از فسیل ها در دست داریم که در حدود 65 میلیون سال پیش نسل دایناسور ها تقریبا به طور ناگهانی منقرض شده است.یک نظریه عمومی برای توضیح این فاجعه،مدعی است که دنباله داری با زمین برخورد کرده است و موجی شوکی آن ابر غباری بزرگی را به وجود آورده است که بخش قابل توجهی از زمین را پوشانیده است.چنین رویدادی ممکن است تا حد زیادی از رسیدن تابش خورشید به زمین جلوگیری و دست کم به طور موقتی تغییری در اقلیم زمین ایجاد کرده باشد.احتمالا،دایناسور ها از این تغییر ناگهانی اقلیم به دلایل متعدد،از جمله فقدان ذخیره غذایی کافی،جان سالم به در نبرده اند.[۱]

تکتیتها

هیچ موضوعی بیشتر از منشا تکتیتها سبب بروز آرای گوناگون نشده است.پیش از آن که دو نظر از این نظر های گوناگون را ارایه کنیم،بهتر است به نکاتی بپردازیم که احتمالا توافق کامل در مورد آنها وجود دارد.تکتیتها اشیای شیشه ای،کوچک و تیره رنگی اند که در نواحی خشک و دریایی محدودی یافت شده اند.بیشترین تعداد آنها در جنوب شرقی اقیانوس آرام،از جمله در استرلیا،اندونزی،هند و چین و فیلیپین بوده اند.تعداد کمتری هم در امتداد ساحل عاج افریقا و در آلمان،چک اسلواکی،ایالات متحده و شوروی کشف شده اند.همه تکتیتها شواهدی نشان می دهند حاکی از اینکه زمانی گرم شده و به حالت مذاب در آمدند.این گرم شدن ممکن است در آغاز تشکیل آنها و یا به هنگام عبور از جو زمین صورت گرفته باشد.یک تکتیت وقتی به صورت ورقه نازکی بریده شود،به رنگ سبز یا قهوه ای نیم شفاف به نظر می رسد.تکتیتها نوعا ساختار هایی همگن هستند که به نظر می رسد با سرعت زیادی سرد شده باشند.در آنها آب وجود ندارد،حاوی سیلیسیم بسیار زیادی اند،مانند شیشه های معمولی در و پنجره ها.نمونه های قطره اشکی یا دمبلی شکل خاص تکتیتهای تایلند را ملاحظه می کنید.گاهی این نمونه ها را انواع ترشحی می نامند.این نام حاکی از این معنی است که آنها با پرتاب شدن با از یک تصادم شهاب سنگی یا یک اتشفشان،در حین حرکت سرد شده اند.آثار روی سطح این نمونه ها نشانه گرمایش اصطکاکی حاصل از عبور آنها از میان جو زمین است.بی تردید بخشی از ماده سطحی این نمونه ها در جریان حرکت پرتابی،از طریق فرایندی،به نام سایش،از بین رفته است.در همه سطوح ایندوچرینیتهای تایلند این اثر بارز است.اما شکل استرالیتها به خلاف آن هاست.این تکتیتها که غالبا دکمه نامیده می شوند،مانند همه تکتیتها از یک منبع مذاب ناشی شده اند،اما دکمه ها شواهدی از یک دوره دوم گرم شدن نشان می دهند که در جریان یک حرکت پرتابی کنترل شده و بدون غلتیدن از میان جو زمین صورت گرفته است.آثار سایش تنها در سمتی از این تکتیتها دیده می شود که در حین حرکت،به زمین نزدیک می شده است.دانشمندان ناسا با قرار دادن یک کره شیشه ای در تونل باد و دمیدن گرما از یک طرف با مشعلی شبیه به مشعل لحیم کاری،آن را ساخته اند.این کار به منظور تعیین بهترین شکل وسیله تقلیه فضایی که باید به هنگام ورود مجدد به جو فضانوردان را سالم به زمین بازگرداند،انجام شده است.این مدل های مصنوعی به استرلیت های واقعی چندان شبیه اند که تشخیص آن ها از یکدیگر کار آسانی نیست.
عمر انواع تکتیتها با عمرسنجی رادیواکتیوی تقریبا به خوبی تعیین شده است:عمر گروه عمومی تر آن ها که تکتیتهای استرالیزایی نامیده می شود،تقریبا 700000 سال؛عمر تکتیتهای ساحل عاج تقریبا 1.2 میلیون سال،عمر مولداویت ها تقریبا 15 میلیون سال؛و عمر تکتیتهای امریکای شمالی تقریبا 35 میلیون سال است.بنابراین منشا تکتیتها یک رویداد منحصر به فرد نبوده است.
اختلاف بینش ها وقتی بروز کرد که می خواستند خاستگاه تکتیتها و مکانیسم پرتاب شدن و به پرواز در آمدن آن ها را تعیین کنند.پژوهشگران اظهار نظر کرده اند که ممکن است تکتیتها از فاصله ای دورتر از ماه نیامده باشند.مثلا،اگر آن ها از فاصله مریخ آمده بودند،پراکندگیشان بر سطح زمین بیشتر می شد.تکتیتها ممکن است در نتیجه برخورد شهاب سنگ ها یا فعالیت آتشفشانی از ماه پرتاب شده باشند.از سوی دیگر،ممکن است آن ها با هر یک از همان دو نیرو از زمین پرتاب شده باشند.در اینجا می خواهیم این چهار منشا مشخصا متفاوت را بررسی کنیم.شما می‌توانید درباره احتمالات دیگری هم بیندیشید.
یک گروه از پژوهشگران دشوار ترین مسآله مطرح شده درباره دو نظریه مربوط به منشا زمینی تکتیتها را مکانیسمی می دانند که باید سرعت کافی به این قطره های شیشه ای بدهد تا به مدت کافی در پرواز بمانند و همه آثار مشاهده شده،از جمله ذوب شدن اولیه و یا آثار ساییدگی بر سطح آن ها ایجاد شود.این مسآله درباره دو نظریه ای که ماه را منشا تکتیتها را می داند مشکلات کمتری پیش می آورد،زیرا گرانش ماه کمتر است و وقتی قطره ها شتاب بگیرند،از میدان گرانشی ماه آسانتر می گریزند.از سوی دیگر،اگر تکتیتها از برخورد شهاب سنگ ها با زمین ایجاد شده باشند،باید شواهدی از دهانه های حاصل از برخورد آن ها وجود داشته باشد.در این مورد یافته ها مغشوش است.حتی برای جوان ترین تکتیتها که از استرلیا به دست آمده اند هیچ نشانه ای از وجود دهانه مشهود نیست.اما در نزدیکی محل سقوط تکتیتها در آلمان و در ساحل عاج دهانه هایی یافت شده اند.عمر دهانه های موجود در آلمان و ساحل عاج و عمر تکتیتهای مربوط به آن ها،توافق نسبتا خوبی دارند.به نظر می رسد این امر امکان وجود منشا زمینی تکتیتها را تقویت می کند،اما تحقیق بیشتری در این زمینه لازم است.
از مقایسه ترکیب درصد تکتیتها با ترکیب درصد سنگ ها و خاک های زمین،اختلاف قابل ملاحظه ای از لحاظ مقدار سیلیسیم و آب در آن ها بدست آمده است.سنگ های زمینی نوعا سیلیسیم بیشتر و آب کمتری از تکتیتها دارند.اما آب بر اثر فرایند گرمایش به آسانی از دست می رود.وقتی سر نشینان آپولو نمونه هایی از سنگ ماه را به زمین آوردند،به نظر نرسید که هیچ یک از آن ها با ترکیب درصد تکتیتی ارتباط داشته باشندواما ساخت بخشهای شیشه ای برگرفته از خاک ماه،شباهت بسیاری با ترکیب های درصدی تکتیتها نشان می دهند.گروهی از ناظران این امر را مدارک محکمی می دانند برای اینکه منشا تکتیتها ماه است،در حالی که تعبیر گروهی دیگر این است که یافت شدن دهانه ها در آلمان و ساحل عاج به همان قدر مدرک معتبری برای منشا زمینی آنهاست.قطعا مسآله منشا تکتیتها را به آسانی نمی‌توان حل کرد.
ریز شهابسنگ ها

علاوه بر شهابسنگ ها و تکتیتها،روزانه تقریبا 3000 تن مواد دیگر از منابع خارج از زمین بر سطح زمین می بارند.غالب این مواد را می‌توان ریزشهاب نامید، زیرا تک تک این مواد چندان کوچک اند که به هنگام عبور از جو زمین گرم نمی شوند و بنابراین رگه های روشن مریی ایجاد نمی کنند.نهشته های این نوع مواد ممکن است برای تقویت خاک بعضی از نواحی نامرغوب سطح زمین مفید باشد، اما، درصد ماده ای که به جرم زمین افزوده می شو، حتی در میلیون ها سال ناچیز است.
http://wiki.avastarco.com/