ЧЕЛЯБИНСКИЙ МЕТЕОРИТ: ОТКРЫТИЯ ПРОДОЛЖАЮТСЯ

— Значение модели в том, что, связав все элементы строения метеорита и процессы снаружи и внутри него, мы показали, в каких условиях, при каких нагрузках с большой долей вероятности «сложилось» его вещество, — поясняет руководитель научной лаборатории Extra Terra Consortium профессор УрФУ Виктор Гроховский.

Как уже известно читателям «НУ», падение Челябинского метеорита в виде яркого огненного шара с мощным разрушительным действием и обширного метеоритного дождя произошло 15 февраля 2013 года недалеко от Челябинска. На момент входа в плотные слои атмосферы и последовавшего за этим разрушения размер астероида составлял около 19,8 м в поперечнике, масса — 13 тыс. тонн. Мощность взрыва над Челябинской областью составила 440 килотонн, что примерно в 20 раз больше мощности атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму. Метеорит был классифицирован как обычный многофазный пористый хондрит типа LL5. Ранее метеориты такого типа в России не встречались.

В феврале 2013 года метеоритная экспедиция УрФУ, более 30 лет возглавляемая В.И. Гроховским, первой исследовала фрагменты Челябинского метеорита. В его фрагменте, поднятом из озера Чебаркуль, присутствовали все разновидности литологии — светлая, темная, ударный расплав.

С помощью ударного эксперимента, проведенного в Российском федеральном ядерном центре — Всероссийском научно-исследовательском институте технической физики (Снежинск, Челябинская область), было доказано, что изменения литологии метеорита, происходившие в космосе, могли быть последствием одного ударного события (считается, что всего родительское тело метеорита, астероид возрастом около 4,5 млрд лет, пережил четыре или восемь ударных событий). Все типы литологий, наблюдаемые в отдельных фрагментах Челябинского метеоритного дождя, могли быть сформированы ударным событием из одного и того же исходного материала.

— По составу и структуре металлов и силикатов в веществе метеорита мы установили, что оно залегало в глубине родительского астероида. Небесное тело подверглось ударному воздействию. При столкновении астероида с другим космическим объектом на просторах Солнечной системы образовался расплав пород… Это схоже с тем, что происходит в ударных кратерах и на Земле, и на безвоздушных астероидах, — рассказывает Виктор Гроховский.

На то, что метеорит состоит из вещества, переходившего из расплавленного жидкого состояния в остывшее твердое, указывают и усадочные трещины, которые формируются, когда вещество сжимается в объеме при затвердевании. Именно по этим трещинам Челябинский астероид, отделившийся от родительского астероида и направленный соударением с другим космическим объектом в сторону Земли, при падении на ее поверхность распался на множество осколков.

Для проведения ударного эксперимента из вещества Челябинского метеорита был вырезан сферический образец светлой литологии диаметром 4 см (фрагменты светлой литологии максимально соответствуют первоначальному веществу родительского астероида). Помещенный под вакуумом в стальной контейнер, образец был подвергнут воздействию сходящейся ударной волной, созданной взрывом снаружи стальной оболочки, с постепенным увеличением давления и температуры. Затем образец охладили до комнатной температуры и распилили на тонкие срезы. Изучив их с помощью оптической и электронной микроскопии, ученые обнаружили четыре визуально различимые структурные зоны, демонстрирующие разные степени метаморфизма — в зависимости от мощности ударного воздействия, уровней давления и температуры: светлую, темную, смешанную литологии, а также ударный расплав (в последовательности от поверхности сферического образца к его центру).

Статья об эксперименте и его результатах опубликована в ноябре журналом «Planetary and Space Science». Статью с описанием исследования изменений оптических свойств в экспериментальном материале можно прочесть в июльском выпуске журнала «Astronomy & Astrophysics».

В целом микроскопический анализ показал большое сходство результатов эксперимента с ударными эффектами, обнаруженными в образцах Челябинского метеорита. Это подтвердили и сравнения с компьютерной моделью. Однако есть и различия — прежде всего, в образовании смешанной литологии.

Практическое значение результатов исследования авторы видят в том, что благодаря таким экспериментам и с помощью оптических измерений можно точнее установить, небесные тела какого состава и строения (из камня, металла, льда и т.д.) приближаются к нашей планете.

Спектральные исследования образца после эксперимента в Снежинске были проведены учеными УрФУ в коллаборации с Институтом геологии и геохимии Уральского отделения РАН, Хельсинским университетом, Германским аэрокосмическим центром и поддержаны Министерством науки и высшего образования РФ, Российским фондом фундаментальных исследований, Академиями наук Финляндии и Чехии, Центром исследований астероидов и лунной поверхности NASA.