Метеоритные минералы: что прилетает к нам из космоса?

Космос, вопреки кажущейся пустоте, является гигантской минералогической лабораторией, а метеориты — бесплатными экспресс-доставками уникальных образцов с других небесных тел прямо к нашим ногам. Изучение метеоритного вещества позволяет нам, не покидая Земли, проводить прямой химический и минералогический анализ астероидов, планет и их спутников, реконструируя процессы, происходившие в ранней Солнечной системе.

При этом космическая минералогия демонстрирует как удивительное сходство с земной, так и поразительные отличия, открывая минералы и структуры, которые в земных условиях либо не образуются вовсе, либо существуют в ничтожных количествах под чудовищным давлением земных недр.

Подавляющее большинство метеоритов состоит из минералов, хорошо известных геологам, таких как силикаты (оливин, ортопироксен), металлическое железо и никель (в виде камасита и тэнита), а также троилит (сульфид железа). Однако именно их космогенная история накладывает неизгладимый отпечаток: специфические структуры (хондры в хондритах), признаки плавления и ударного воздействия, а также присутствие изотопных аномалий, указывающих на образование вещества еще до формирования самих планет.

Железо-никелевые сплавы в метеоритах часто образуют сложные структуры, проявляющиеся при травлении кислотой и свидетельствующие о чрезвычайно медленном, в течение миллионов лет, остывании металлических ядер распавшихся небесных тел.

Подлинный восторг ученых вызывают именно те космические минералы, которых практически нет в земной коре или которые были синтезированы в условиях, невозможных на нашей планете. Классическим и ярчайшим примером служит алмаз, который в метеоритах образуется не в глубинных мантийных условиях, а при гигантском ударном давлении от столкновения астероидов в открытом космосе, что подтверждается микроскопическими размерами кристаллов.

Еще более экзотичен минерал майсенит (карбид алюминия Al?C), крайне редкий на Земле, но встречающийся в некоторых метеоритах и указывающий на высокотемпературные восстановительные условия в протопланетном диске.

Отдельную, почти детективную главу составляют минералы, впервые обнаруженные в метеоритах и названные в их честь, что подчеркивает их внеземное происхождение. Это, например, ольганит (Fe,Ni)?P, обнаруженный в железных метеоритах, или пангит — высокобарическая модификация силиката, найденная в лунных метеоритах и предположительно существующая в глубинных мантиях планет земной группы.

Особое место занимают крошечные, в микронном масштабе, алмазы лонсдейлитовой гексагональной модификации, которые считаются еще более твердыми, чем кубические, и чье образование связывают с ударными процессами или даже с давлением внутри гигантских планет.

Наконец, метеориты, особенно углистые хондриты, являются носителями пресолярных зерен — микроскопических частиц минералов (чаще всего карбида кремния, корунда, алмазов и графита), которые сформировались в атмосферах древних звезд еще до рождения Солнца и были вкраплены в исходное вещество протопланетного диска.

Изучение их изотопного состава — это прямой способ заглянуть в нуклеосинтез различных типов звезд, что превращает метеориты в уникальные капсулы времени, несущие химическую память всей Галактики.