Синтез и определение термодинамических свойств сульфидов железа и хрома. Приложение к анализу условий образования энстатитовых хондритов

Метеориты как старейшие, самые примитивные остатки планетного вещества. Виды метеоритов, морфология и магнитные свойства, минеральный состав, характерные внешние признаки. Изучение образования Земли посредством исследования энстатитовых хондритов.

Рубрика Астрономия и космонавтика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 24.02.2019
Размер файла 21,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Синтез и определение термодинамических свойств сульфидов железа и хрома. Приложение к анализу условий образования энстатитовых хондритов

Заболоцкая А.В., Осадчий Е.Г.

Государственный университет «Дубна»,

г. Дубна, Россия

Введение

Современные теории происхождения солнечной системы базируются на той информации, что дают нам астрономия, астрофизика и метеориты. Метеориты имеют отношение к этому вопросу потому, что это старейшие, самые примитивные остатки планетного вещества. Пока на Землю не были доставлены образцы лунного грунта, метеориты оставались единственными образцами внеземного вещества. Геологи, химики, физики собирают и изучают метеориты уже более 200 лет, из этих исследований возникла наука метеоритика.[1] На основании интереса к глобальной проблеме изучения образования Земли посредством исследования энстатитовых хондритов была сформулирована цель данной работы - определение термодинамических свойств сульфидов железа и хрома. Для осуществления поставленной цели необходимо выполнение такой задачи, как составление литературного обзора, в который будет включено изучение классификации метеоритов и их минерального состава.

Классификация метеоритов

метеорит энстатитовый хондрит планетный

Падение.

Метеориты - твёрдые тела космического происхождения, регулярно падающие на поверхность планет солнечной системы, а также на Землю. Если размер космического тела, летящего по орбите и попадающего в атмосферу Земли, доходит до нескольких метров, то его называют метеороидом. Более крупные тела называются астероидами. Явления, порождаемые при прохождении метеороидами сквозь атмосферу Земли, носят названия метеоров; особо яркие метеоры называют болидами.[2], [3]

Метеороид влетает в атмосферу Земли со скоростью от 11 до 72 км/с. На высоте около 100 км из-за трения о воздух метеороид начинает нагреваться; его поверхность раскаляется, и слой толщиной в несколько миллиметров плавится и испаряется. Если небольшое тело входит в атмосферу Земли на скорости 25 км/с и более, оно сгорит почти без остатка. Если метеорное тело не сгорело в атмосфере, то по мере торможения оно теряет горизонтальную составляющую скорости. Это приводит к изменению траектории падения от часто почти горизонтальной в начале до практически вертикальной в конце. По мере торможения свечение метеорного тела падает и оно остывает.[4]

Морфология и магнитные свойства

В результате значительной аэродинамической нагрузки и абляции метеориты приобретают характерные внешние признаки:

• ориентировано-конусообразную форму;

• кору плавления;

• особый рельеф поверхности.

Отличительный признак настоящих метеоритов - это кора плавления. По цвету и структуре она может существенно. У хондритов кора плавления чёрная и матовая, у ахондритов - блестящая. В редких случаях она может быть светлой и полупрозрачной.[5] Ещё одним отличительным внешним признаком, которым обладает настоящий метеорит, является наличие на поверхности углублений, называемых пьезоглиптами (или регмаглиптами) - они напоминают отпечатки пальцев на мягкой глине. Их размеры и структура зависят от условий движения метеорита в атмосфере.[6]

Магнитными свойствами обладают не только железные и железокаменные метеориты, но и каменные (хондриты). Это объясняется присутствием достаточно большого количества никелистого железа (камасит и тэнит[7]). Однако, некоторые довольно редкие типы метеоритов из класса ахондритов лишены металлических включений или содержат их в незначительных количествах. Поэтому такие метеориты не обладают магнитными свойствами.

Виды метеоритов

По вещественному составу метеориты делят на три большие группы:

каменные (минеральный материал): хондриты (углистые, обыкновенные и энстатитовые) и ахондриты;

железные (металлический материал): сидериты[8];

железокаменные (смешанный материал): мезосидериты и палласиты.

1. Каменные метеориты встречаются чаще всего, составляя 92.8% падений, и в основном состоят из силикатов: оливинов и пироксенов. Данный вид метеоритов разделяют на два подкласса - хондриты, составляющие большинство, и ахондриты.[4]

Хондритыназваны так из-за наличия светлых образований сферической или эллиптической формы - хондр, включённых в более тёмное вещество - матрицу. Хондры наблюдают на поверхности разлома метеорита, но лучше всего они заметны на полированной поверхности его распила. Содержание никелистого железа в хондритах не превышает 30%, и присутствует оно в виде мелких частиц неправильной или сферической формы.[1]

Хондриты чётко делятся на три больших класса по форме содержания железа, а точнее по степени его окисленности. Хондритам этих классов дали следующие названия и обозначения: углистые (C), обыкнoвенныe (O) и энстатитовые (E).

Углистые хондриты - содержат много железа, но оно почти целиком находится в связанном состоянии в силикатах. Тёмную окраску углистым хондритам в основном придает минерал магнетит, а также небольшие количества графита, сажи и органических соединений. Эти метеориты содержат также значительную долю водосодержащих минералов или гидросиликатов (серпентин, хлорит, монтмориллонит и ряд других).[5]

Обыкновенные хондриты - эти метеориты названы так потому, что они встречаются наиболее часто (87%) в метеоритных коллекциях. Они включают в себя три химические группы: Н, L и LL. Метеориты этих групп похожи по ряду свойств, но отличаются по общему содержанию железа и сидерофильных элементов (Н > L > LL) и по отношению окисленного железа к металлическому (LL > L > Н).[1]

Энстатитовые хондриты - Е-хондриты состоят в основном из железа в его свободном состоянии, то есть при нулевой валентности, и силикатных соединений, в которых железо почти отсутствует. Пироксен в метеоритах этого типа содержится в виде энстатита, от которого и произошло название класса хондритов. Энстатитовые хондриты, судя по их структурным и минералогическим особенностям, были подвергнуты тепловому метаморфизму при максимальных для них температурах (600°C - 1000°C), поэтому в них присутствует меньше всего летучих соединений, а среди других классов хондритов энстатитовые признают самыми восстановленными. Хондры, заполненные обломочным материалом, находятся в тёмной мелкодисперсной матрице и имеют неправильную форму.[5]

Ахондриты - менее многочисленная группа каменных метеоритов (около 10%). В них нет хондр и они химически не похожи на хондриты, так как имеют несолнечный состав. Ахондриты составляют ряд от почти мономинеральных оливиновых или пироксеновых пород до объектов, сходных по структуре и химическому составу с земными и лунными базальтами. Предполагается, что ахондриты образовались из исходного вещества хондритового состава в одном процессе дифференциации, который дал и железные метеориты. Ахондриты делят на группы по минеральному составу. Название каждой из групп соответствует либо названию основного минерала, либо названию метеорита, который можно считать типичным представителем данной группы: обриты, уреилиты, диогениты, эвкриты.[9]

2. Железные метеориты гораздо больше по размерам, чем каменные или железокаменные метеориты. Они редко меняют форму при входе в атмосферу и гораздо меньше страдают от последствий абляции. Все железные метеориты составляют примерно 89.3% от массы всех известных метеоритов. Несмотря на эти факты, железные метеориты всё же встречаются редко. Среди найденных метеоритов они встречаются лишь в 5.7% случаев.[4]

Железо и никель в железных метеоритах встречается в виде двух различных минералов. Наиболее распространёнными минералом является камасит. Этот минерал образует крупные кристаллы, которые проявляются в виде широких полос или лучеподобных структур на протравленной поверхности железного метеорита. Другой минерал - тэнит. Он обычно образует меньшие кристаллы, которые выглядят как тонкие ленты на поверхности травления железного метеорита.

В зависимости от возникновения и наличия этих никеле-железных минералов, железные метеориты относят к трём основным классам:

• Октаэдриты, содержащие от 7 до 15% никеля. Известно 6 подгрупп, базирующихся на ширине линий камасита, потому что существует прямая зависимость между этой шириной и содержанием никеля. Эти подгруппы кодируются как Ogg, Og, Om, Of, Off, Opl (от «очень грубая структура» до «очень тонкая»);

• Гексаэдриты, состоящие в основном из камасита и содержащие 5-6% никеля. Свое название получили от формы кристаллической структуры камасита - шестигранника. Чистая форма камасита - кубический кристалл с шестью равными сторонами под прямым углом друг к другу;

• Атакситы, состоящие из богатых никелем тэнита и камасита. Встречаются только в виде микроскопических ламелей и шпинделей. Следовательно, атакситы - наиболее богатые никелем железные метеориты и являются одними из самых редких типов метеоритов. Крупнейший метеорит, найденный на Земле, известный как Гоба, принадлежит к этому редкому структурному классу.[10]

3. Железокаменные метеориты. Этот класс метеоритов составляет обширную категорию, в которую включены все метеориты, состоящие из приблизительно равных долей металла и камня. В настоящее время большинство исследователей относят к железокаменным две группы метеоритов - палласиты и мезосидериты.

По частоте встречаемости железокаменные метеориты относятся к самому маленькому классу, поскольку на их долю приходится лишь около 1.5% всех наблюдавшихся случаев. Несмотря на то, что они достаточно тяжелые вследствие высокого содержания железа, до настоящего времени найдено лишь около 10 тонн таких метеоритов, что составляет всего 3.5% общей массы всех известных метеоритов.[11]

Состоят железокаменные метеориты из таких минералов, как: тэнит, оливин, гиперстен, пироксен.

• Палласиты являются железно-никелевой основой с вкраплениями кристаллов оливина. Оливины в палласитах имеют сходный состав и структуру. Они обеднены кальцием и никелем по сравнению с земными образцами. Содержание никеля в металле около 10%. По происхождению палласиты тесно связаны с железными метеоритами. В то время как железные метеориты происходят из глубины ядра дифференцированных астероидов, палласиты представляют его внутреннее покрытие, зону, где встречаются и смешиваются металлическое ядро и богатая силикатами кора астероидов.[12]

• Мезосидериты состоят из примерно равных частей железа, никеля и силикатных минералов (оливин, пироксены и кальциевые полевые шпаты). Имеют неоднородную брекчиевидную структуру. Силикатные минералы и металлы часто присутствуют в них виде округлых и остроугольных обломков и мелкозернистых срастаний.[13]

Минеральный состав

К настоящему времени изучен минеральный состав более 2800 метеоритов. Наблюдается огромное разнообразие их состава, структур, текстур и возраста.

В метеоритах отмечается более ста различных минералов. Самыми распространёнными являются оливин и пироксен, камасит и тэнит, троилит, шрейберзит и графит. Из редких минералов, не встречающихся на Земле, известны ольдгамит ((Ca,Mg,Fe)S) [7], лавренсит (Fe2+,Ni)Cl2 [14], добреелит (Fe2+Cr2S4) [7], брецинаит (Cr3S4) и хейдеит ((Fe,Cr)1.15 + x(Ti,Fe)2S4).[14]

Так как наибольший интерес для нашей работы представляют энстатитовые хондриты, ниже рассмотрены редкие минералы, входящие в их состав.

• Добреелит (добрелит) - зеленовато-чёрный сульфидный минерал из группы линнеита. Редок, в небольших количествах встречается только в железных и некоторых каменных (ахондритах, энстатитовых хондритах) метеоритах. Совместим с камаситом, троилитом, плагиоклазом и графитом. Имеет кубическую сингонию, параметр ячейки a = 0.996 нм.

• Брецинаит - серый сульфидный минерал с моноклинной сингонией, параметры ячейки

• a = 0.596 нм., b = 0.342 нм., c = 1.127 нм.[14]

• Хейдеит - серо-стальной минерал группы брецинаита.Сингония моноклинная, параметры ячейки a = 0.592 нм., b = 0.342 нм., c = 1.146 нм.[15]

Заключение

В ходе данной работы были изучены свойства метеоритов, их морфология, классификация видов и основной минеральный состав. В последующей экспериментальной части планируется получение термодинамических свойств сульфидов железа и хрома.

Библиографический список

1. Вуд Д., Фесенков В. Г. Метеориты и происхождение Солнечной системы: Пер. с англ. - Мир, 1971.

2. Мезенин Н. А. Занимательно о железе. - 1985.

3. Кравчук П. А. Рекорды природы //Л.: Эрудит. - 1993. - Т. 216.

4. А. Н. Симоненко, Б. Ю. Левин. Метеориты-осколки астероидов. - Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1979.

5. Мушкетов И. В. Физическая геология. - Изд. Ин-та инженеровъ пытей сообщения, 1903. Т. 2.

6. Вдовыкин Г. П. Метеориты //M.: Наука. - 1974.

7. Сурдин В. Г. Солнечная система //М.: Физматлит. - 2008. - Т. 2009.

8. Дабижа А. И., Федынский В. В. Звёздные раны //Земли и их диагностика геофизическими методами. Земля и Вселенная. - 1975. - №. 3.

9. Сурдин В. Г. Солнечная система //М.: Физматлит. - 2008. - Т. 2009.

10. Фесенков В. Г. Метеоры и метеориты //Алма-Ата: Изд-во АН КазССР. 949. - С. 1013.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Строение и состав ядра и хвоста кометы. Метеорит как тело космического происхождения, упавшее на поверхность крупного небесного объекта. Изучение химического состава каменных хондритов, железных и железо-каменных ахондритов, палласитов и мезосидеритов.

    презентация [6,5 M], добавлен 11.09.2014

  • В чем отличия метеоров и метеоритов. Общие понятия болидов и электрофонных болидов. Общий вид и размеры метеоритов. Метеориты, найденные на территории нашей страны. Список наблюдавшихся метеорных дождей за последние 200 лет. Научное значение метеоритов.

    творческая работа [436,0 K], добавлен 15.05.2009

  • История образования атмосферы планеты. Баланс кислорода, состав атмосферы Земли. Слои атмосферы, тропосфера, облака, стратосфера, средняя атмосфера. Метеоры, метеориты и болиды. Термосфера, полярные сияния, озоносфера. Интересные факты об атмосфере.

    презентация [399,0 K], добавлен 23.07.2016

  • Эволюция солнечной системы: теория Отто Юльевича Шмидта. Химический и изотопный состав солнечного вещества. Гипотеза образования Луны за счет разрушения расплавленной и прошедшей полную дифференциацию (в отличие от холодной Земли) более массивной планеты.

    контрольная работа [22,8 K], добавлен 03.05.2009

  • Солнечная система, ее строение и место Земли в ней. Данные исследования метеоритов и лунных пород и возраст Земли: фазы эволюции. Строение Земли: гидросфера, тропосфера, стратосфера, атмосфера и литосфера. Сильно разреженная часть атмосферы – экзосфера.

    дипломная работа [105,0 K], добавлен 02.03.2009

  • Изучение физических характеристик и движение астероидов. Происхождение и виды метеоритов. Исследование природы, орбиты, массы и основных частей кометы. Изучение метеора как явления, возникающего при сгорании в атмосфере Земли мелких метеорных тел.

    презентация [3,4 M], добавлен 20.10.2015

  • Форма, размеры и движение Земли. Поверхность Земли. Внутреннее строение Земли. Атмосфера Земли. Поля Земли. История исследований. Научный этап исследования Земли. Общие сведения о Земле. Движение полюсов. Затмение.

    реферат [991,6 K], добавлен 28.03.2007

  • Понятие метеоритов и их место в Солнечной системе, структура и определение траектории метеорного тела. Формирование и причины возникновения метеорных потоков. Методы наблюдения метеоритов и условия их использования, описание собственных наблюдений.

    творческая работа [20,2 K], добавлен 28.03.2010

  • Метеором как частицы пыли или осколки космических тел, их поведение при соприкосновении с атмосферой Земли. Понятие метеоров и история их исследований учеными, типы и разновидности. Описание случаев метеоритных дождей, их влияние на нашу планету.

    доклад [23,4 K], добавлен 06.12.2010

  • Угрозы из космоса. Сущность метеоритов и комет. Способы защиты от метеоритов и комет. Космическая защита должна быть многоплановой, так как Землю надо защищать не только от "небесных камней", но и от других напастей, поставляемых нам космосом.

    реферат [82,1 K], добавлен 11.07.2008

  • Механизм образования и эволюции основных объектов Вселенной. Типы звезд; процессы протекающие при образования сверхновой: нейтронные звёзды, пульсары, черные дыры. Эволюция звезд. Происхождение химических элементов в недрах звезды; термоядерный синтез.

    реферат [54,6 K], добавлен 05.03.2013

  • Влияние запусков ракет на поверхность планеты. Малоизвестные факты космической деятельности человечества и анализ негативных сторон этой деятельности. Космические угрозы (вспышки на Солнце, астероиды, метеориты). Роль угроз для Земли в массовом сознании.

    статья [1,5 M], добавлен 05.03.2011

  • Определение и типы астероидов, история их открытия. Главный пояс астероидов. Свойства и орбиты комет, исследование их структуры. Взаимодействие с солнечным ветром. Группы метеоров и метеоритов, их падение, звездные дожди. Гипотезы Тунгусской катастрофы.

    реферат [49,5 K], добавлен 11.11.2010

  • Исследования естественного спутника Земли - Луны: докосмический этап, изучение автоматами и людьми. путешествия от Жуля Верна, физиков и астрономов до аппаратов серий "Луна", "Сервейер". Исследования роботов-луноходов, высадка людей. Магнитная аномалия.

    дипломная работа [34,5 K], добавлен 14.07.2008

  • Луна - космический спутник Земли, строение: кора, мантии (астеносферы), ядро. Минералогический состав лунных пород; атмосфера, гравитационное поле. Характеристика поверхности Луны, особенности и происхождение грунта; сейсмические методы исследования.

    презентация [665,8 K], добавлен 25.09.2011

  • Изучение строения и места Земли во Вселенной. Действие гравитационного, магнитного и электрического полей планеты. Геодинамические процессы. Физические характеристики и химический состав "твёрдой" Земли. Законы движения искусственных космических тел.

    реферат [43,1 K], добавлен 31.10.2013

  • Изменчивость Вселенной, проблема определения ее размера и возраста. Измерения расстояний до звезд, самые яркие и самые близкие к нам звезды и галактики. Изучение двойных и переменных звезд, квазаров, пульсаров и "черных дыр". Поиск внеземных цивилизаций.

    курсовая работа [38,1 K], добавлен 24.04.2011

  • Солнце - источник жизни на земле. Солнечная атмосфера, состав Солнца. Современная наука о Солнце, источники его энергии. Происхождение Солнечных и Лунных затмений. Солнечно-земные связи. Солнечная активность и магнитные бури. Радиационные пояса Земли.

    курсовая работа [474,5 K], добавлен 04.06.2009

  • Открытие астероидов вблизи Земли, их прямое движение вокруг Солнца. Орбиты астероидов, их формы и вращение, насквозь холодные и безжизненные тела. Состав астероидного вещества. Формирование астероидов в протопланетном облаке как рыхлых агрегатов.

    реферат [32,3 K], добавлен 11.01.2013

  • Особенности вида Земли с Луны. Причины возникновения кратеров (районов с неровным ландшафтом и горными хребтами) на поверхности Луны - падения метеоритов и вулканические извержения. Функция советских автоматических станций "Луна–16", "Луна–20", "Луна–24".

    презентация [121,6 K], добавлен 15.09.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.