چگونگی به وجود آمدن شهاب سنگ ها | شهاب سنگ چیست؟

هر ماده طبیعی نسبتاً کوچکی (سنگ آسمانی) که از فضای بین سیارات عبور می‌کند و به زمین می‌رسد شهاب سنگ نام دارد. در کاربرد مدرن، این اصطلاح به طور گسترده‌ای در مورد اجرام مشابه‌ای به کار می‌رود که روی جرم‌های نسبتاً بزرگ‌تر فرود می‌آیند. به عنوان مثال، باقی‌مانده‌های شهاب‌سنگ در نمونه‌هایی که از ماه، دیده شده است. از سوی دیگر، یک شهاب سنگ روی سطح مریخ توسط یک روبات مریخ نورد شناسایی شد.

شناسایی بزرگ‌ترین شهاب سنگی که در روی زمین فرود آمد، مربوط در سال ۱۹۲۰ در نامیبیا بود که آن را شهاب سنگ هوبا نامیدند. طول آن ۲.۷ متر (۹ فوت) بوده و وزنی حدود ۶۰ تن وزن دارد و همچنین از آلیاژ آهن و نیکل تشکیل شده است. هوبا، هم‌اکنون در جایی که در سال ۱۹۲۰ در گروتفونتین جمهوری نامیبیا کشف شد، قابل مشاهده است.

کوچک‌ترین شهاب سنگ‌ها یعنی میکرومتریت‌ها، از اندازه چند صد میکرومتر (میکرومتر) به اندازه تقریباً ۱۰ میکرومتر و از مجموع ذرات گرد و غبار بین سیاره‌ای تشکیل می‌شوند.

مطالعات آزمایشگاهی، نجومی و نظری نشان می‌دهد که بیشتر شهاب سنگ‌های موجود در کره زمین تکه قطعه‌هایی از سیارک‌ها هستند که در قسمت داخلی کمربند اصلی در مدار سیارک، بین حدود ۲.۱ و ۳.۳ واحد نجومی (AU) از خورشید گردش می‌کنند. (یک واحد نجومی به فاصله از زمین تا خورشید گفته می‌شود که حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتر است (۹۳ میلیون مایل)). در این منطقه، انحراف گرانشی شدید توسط سیارات، به ویژه مشتری، می‌تواند شهاب‌سنگ‌ها را در مدار‌های متقاطع زمین قرار دهد. با این وجود، لزوما همه آن‌ها در این منطقه شکل نگرفته اند، زیرا تعدادی فرآیند وجود دارد که می‌توانند باعث شوند مدار‌ آن‌ها در طی دوره‌های طولانی مدت تغییر کنند. تصور می‌شود کمتر از ۱ درصد شهاب سنگ‌ها از ماه یا مریخ آمده‌اند. از سوی دیگر، دلیل منطقی وجود دارد که باور کنیم بخش قابل توجهی از میکرومتر‌هایی که در حال گردش به سمت جو بالایی زمین هستند، از ستاره‌های دنباله‌دار ناشی می‌شوند.

اصلی‌ترین عامل برای مطالعات بر روی شهاب‌سنگ این واقعیت است که اجرام کوچک مانند سیارک‌ها و ستاره‌های دنباله‌دار به احتمال زیاد دارای شواهدی از وقایع رخ داده در منظومه شمسی اولیه هستند. برای این گفته می‌توانیم دو دلیل عمده بیان کنیم.

هنگامی که منظومه شمسی شروع به شکل‌گیری کرد، از گاز و غبار‌های ریز تشکیل شده بود. از به هم پیوستن اجرام کوچک ناشی از گرد و غبار، اجرام بزرگ‌تر ساخته شده و تبدیل به حباب‌هایی از گرد و غبار می‌شوند. در منظومه شمسی بیرونی به نظر می‌رسد برای شکل‌گیری مشتری، زحل و سایر سیارات بزرگ، عواملی بیشتر از یک اجتماع ساده درگیر بوده‌اند، اما قمر‌ها و ستاره‌های دنباله‌دار احتمالاً توسط این مکانیسم اساسی شکل گرفته‌اند. شواهد موجود نشان می‌دهد که سیارک‌ها و ستاره‌های دنباله‌دار باقی‌مانده مراحل میانی مکانیسم تجمع هستند؛ بنابراین آن‌ها شامل اجرامی هستند که در اوایل تاریخ منظومه شمسی شکل گرفته‌اند.

دوم، در منظومه شمسی اولیه فرآیند‌های مختلفی وجود داشتند که اجرام جامد را گرم می‌کردند. یکی از آن موارد، فروپاشی ایزوتوپ‌های پرتوزا کم عمر بود که به دلیل برخورد بین اجرام اتفاق میافتد. در نتیجه، فضای داخلی اجرام بزرگ‌تر ذوب قابل توجهی را تجربه می‌کرد و در نتیجه تغییرات فیزیکی و شیمیایی در ترکیبات آن‌ها رخ می‌داد. از طرف دیگر جرم‌های کوچک‌تر معمولاً این گرما را به طور کامل منعکس می‌کنند و به فضای داخلی خود این امکان را می‌دهند که نسبتاً خنک باقی بمانند. در نتیجه، آن‌ها تا حدی گرد و غبار و مواد دیگری که از آن شکل گرفته‌اند را حفظ می‌کنند. در واقع، به نظر می‌رسد برخی شهاب سنگ‌ها مواد بسیار کهن را در خود دارند، که بعضی از آن‌ها نشانگر تاریخ منظومه شمسی است.

شهاب سنگ‌ها به طور سنتی به سه دسته گسترده تقسیم می‌شوند.

براساس نسبت‌های مواد معدنی تشکیل دهنده سنگ و نیکل آهن، آن‌ها حاوی آلیاژ فلز آهن هستند.

در هر طبقه تنوع قابل توجهی وجود دارد که بر اساس تغییرات در ساختار شیمیایی، کانی‌شناسی و ساختار، منجر به تقسیمات بیشماری (طبقه‌ها، گروه‌ها و غیره) می‌شود. این مهم است که بدانیم طبقه‌بندی شهاب سنگ در درجه اول بر اساس ویژگی‌های قابل مشاهده آن انجام می‌شود. از طرفی دیگر فقط به این دلیل که زیر‌مجموعه‌ها متعلق به یک دسته هستند، لزوماً نتیجه گرفته نمی‌شود که همه آن‌ها از شهاب سنگ‌هایی تشکیل شده‌اند که دارای منشا یکسان یا مشابه هستند. در واقع، بیشتر اوقات، آن‌ها غیر‌مرتبط هستند.

در مقابل، زیر‌مجموعه‌ها از دسته‌های مختلف ممکن است منشأ مشترک داشته باشد. به عنوان مثال، اگر یک ستاره بزرگ در حال ذوب شدن باشد، اجزای فلزی متراکم‌تر آن تمایل به فرو رفتن در مرکز آن (هسته اصلی آن) دارند، در حالی که مواد سنگی کم چگال، گوشته‌ای در اطراف آن تشکیل می‌دهند؛ دقیقاً مانند آنچه برای زمین اتفاق افتاده است. این فرایند جدا به عنوان تمایز ژئوشیمیایی شناخته شده است. هنگامی که ستاره متمایز بعداً توسط برخورد شکسته شود، نمونه‌هایی از گوشته سنگی آن، هسته آهنی و رابط هسته-گوشته ممکن است در سه دسته اصلی جای داده شوند. بنابراین، چالش برای محققان این است که مشخص کنند که کدام نوع شهاب سنگ‌ها در یک گروه جای دارند و همچنین فرآیند‌هایی که باعث این تنوع گسترده در بین آنان شده است را شناسایی کنند.

شهاب سنگ‌ها بنا به ویژگی جغرافیایی که در آن محل پیدا شده‌اند نام‌گذاری می‌شوند. تا این اواخر، هیچ گونه تلاش سیستماتیکی برای نام‌گذاری آن‌ها نبود. دلیل اصلی این امر تا حد زیادی این بود که هیچ روش بدیهی وجود نداشت تا بتوان محل سقوط شهاب سنگ‌ها و یا محلی که بتوان آن‌ها را پیدا کرد را پیش‌بینی کنند. در قدیم هنگامی که یک شهاب سنگ سقوط می‌کرد و یا هنگامی که شخصی به صخره‌ای غیر‌معمول برخورد می‌کرد، نمونه به راحتی به یک موزه یا کلکسیون‌های شخصی برده می‌شد. در تصویر زیر دانشمندان تیم جستجو برای قطب جنوب (ANSMET) در حال جمع آوری یک شهاب سنگ کشف شده در مزرعه یخی در ۲۰۰۱-۲۰۰۲ هستند.

در دهه ۱۹۳۰ و ۴۰، کلکسیونر‌های شهاب سنگ شروع به متلاشی کردن مناطق دشت شمال امریکا کردند و از کشاورزان خواستند تا هنگام شخم زدن مزارع خود، سنگ‌های غیر‌عادی را پیدا کنند. کلکسیونر‌ها فهمیدند که این احتمال وجود دارد که هر سنگی که کشاوزان پیدا می‌کنند ممکن است شهاب سنگ باشد.

با این حال، روش بهتر برای یافتن شهاب سنگ‌ها جستجوی مکان‌هایی است که شهاب سنگ‌ها می‌توانند با گذشت زمان در آن جا انباشته شوند. یعنی، جایی که سطح کاملاً قدیمی است و میزان هوازدگی آن‌ها کم است. از آنجا که شهاب سنگ‌ها حاوی مواد معدنی مانند فلز آهن هستند به راحتی می‌توان آن‌ها را آب کرد، به طور معمول روی سطح زمین دوام نمی‌آورد. آب یکی از عوامل اصلی هوازدگی است. در محیط‌های بیابانی، جایی که آب کمی وجود دارد، شهاب سنگ‌ها بیشتر زنده می‌مانند. در حقیقت، شهاب سنگ‌ها تمایل دارند روی سطوح در مناطق خشک، جایی که سرعت هوازدگی کم‌تر از میزان سقوط شهاب سنگ‌ها است، جمع شوند. به شرطی که باد‌های شنی کمی وجود داشته باشد تا آن‌ها را دفن کند. ثابت شده است که مناطق صحرایی در شمال آفریقا و منطقه دشت Nullarbor در استرالیا مکان‌های خوبی برای جستجوی شهاب سنگ‌ها هستند. موفق‌ترین تلاش برای جمع‌آوری شهاب سنگ‌ها، در قطب جنوب بوده است.

قطب جنوب را می‌توان به عنوان یک کویر سرد در نظر گرفت. بارش سالانه برف در اکثر مناطق داخلی بسیار کم است، و سرما‌زدگی شدید میزان هوازدگی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. بیشتر شهاب سنگ‌هایی که روی ورق‌های یخی میافتند برای ۲۰ تا ۳۰ هزار سال دفن می‌شوند، اگرچه به نظر می‌رسد برخی از آن‌ها به مدت یک میلیون سال یا بیشتر در قطب جنوب بوده‌اند. ورق‌های یخی قطب جنوب به تدریج از قطب جنوب به سمت شمال به سمت ساحل حرکت می‌کند. در بعضی جا‌ها، یخ با یک انسداد مانند یک تپه مدفون مواجه می‌شود که باعث حرکت آن به سمت بالا می‌شود. وزش شدید باد کاتاباتیک، که ورق‌های یخی را به آرامی به سمت مرکز قاره حرکت می‌دهد، باعث ساییده شدن برف و ذرات یخی را با سرعت‌هایی به اندازه ۵-۱۰ سانتی متر (۲-۴ اینچ) در سال می‌شود که نتیجه آن ایجاد ترک و در نتیجه، دفن شهاب سنگ‌ها روی سطح یخ‌ها خواهد بود.

سطح بالای یخ به یخ آبی معروف بوده و از عکس‌های هوایی یا ماهواره‌ای قابل تشخیص است. شما با پای پیاده می‌توانید شهاب سنگ‌های تیره را در حالی که رنگی متضاد با یخ و برف دارند به راحتی پیدا کنید. یکی از نقاط ضعف جمع‌آوری شهاب سنگ در قطب جنوب این است که تیم‌های جمع‌کننده شهاب سنگ باید شرایط سختی را تا هفته‌ها و ماه‌ها تحمل کنند. از دهه ۱۹۷۰ چندین کشور، به ویژه ایالات متحده و ژاپن، برنامه‌های علمی برای جمع‌آوری شهاب سنگ اجرا کردند. ده‌ها هزار شهاب سنگ از قطب جنوب در طی اجرای برنامه‌های این دو کشور جمع‌آوری شد و تعداد شهاب سنگ‌های موجود در اختیار محققان چندین برابر شد. این‌ها شامل یک سوم کلیه شهاب سنگ‌های شناخته شده مریخ، یک سوم شهاب سنگ‌های شناخته شده قمری و نمونه‌های بسیار کمیاب و بی‌نظیر دیگر است. از آنجا که اکثر شهاب سنگ‌های قطب جنوب در مناطق کوچک یافت می‌شوند، سیستم سنتی نام‌گذاری جغرافیایی برای آن‌ها استفاده نمی‌شود. در عوض، یک شناسه با نام مختصری از برخی از نشانه‌های محلی به علاوه یک شماره که سال به دست آوردن آن را مشخص می‌کند برای آن‌ها ساخته می‌شود.

در این مطلب به طور مفصل به بررسی شهاب سنگ‌ها و منشأ آن‌ها پرداختیم. بدون شک هنوز ابهامات و سوالات دیگری درباره آن‌ها وجود دارد که بشر هنوز نتوانسته پاسخی برایشان پیدا کند. گفته می‌شود یکی از دلایل انقراض دایناسورها نیز وجود شهاب سنگ بوده است. به منظور کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه، ما را در مطلب علت انقراض دایناسورها در عصر خزندگان همراهی کنید. شما چه اطلاعات دیگری راجع به شهاب سنگ‌ها و ویژگی‌های آنها دارید؟ دیدگاه‌ها و تجربیاتتان را با ما و دیگر مخاطبان ستاره درمیان بگذارید