گالری سنگ های قیمتی گوهرآرا

در فیلم ماجراجویی کلاسیک سفر به مرکز زمین که بر اساس کتاب شگفت انگیز ژول ورن ساخته شده است؛ تیمی از کاوشگران با سفر به اعماق زمین، با خزندگان غول پیکر، غارهای زیرزمینی وسیع،اقیانوس ها و بقایای تمدن های گمشده در دنیایی زیرزمینی که در زیر پوسته سیاره ما پنهان شده است، روبرو می شوند. اگر واقعاً بتوانیم چنین سفری به مرکز زمین داشته باشیم، ماجراجویی واقعی ما یک ماجراجویی کوتاه خواهد بود، زیرا هسته سیاره ما کره ای از آهن مذاب با دمای بیش از 4000 درجه سانتیگراد است. دنیای تصور شده توسط ژول‌ورن فیلم هیجان انگیزتری می سازد، اما بدون هسته های سیاره ای مذاب، شهاب سنگ آهنی نخواهیم داشت. ستاره شناسان بر این باورند که در روزهای اولیه منظومه شمسی ما، بیش از چهار میلیارد سال پیش، تمام سیارات زمین مانند، هسته های مذاب داشتند. همچنین می دانیم که حداقل برخی از سیارک ها در کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری زمانی هسته های مذاب داشتند و این اجسام منشأ شهاب سنگ های آهنی بودند. اعتقاد بر این است که هسته آنها توسط عناصر رادیواکتیو گرم شده و دمای آنها به حدود 1000 درجه سانتیگراد رسیده است.

 

شهاب‌سنگ‌های آهنی ، نوعی شهاب‌سنگ هستند که عمدتاً از یک آلیاژ آهن نیکل به نام آهن شهاب‌سنگ تشکیل شده‌اند که معمولاً از دو فاز معدنی تشکیل شده است: کاماسیت و تانیت. بیشتر شهاب‌سنگ‌های آهنی از هسته سیاره‌های کوچک منشأ می‌گیرند. آهن موجود در شهاب‌سنگ‌های آهنی یکی از اولین منابع آهن قابل استفاده در دسترس انسان بود، به دلیل چکش‌خواری و شکل‌پذیری آهن شهاب‌سنگ، قبل از توسعه ذوب که نشان‌دهنده آغاز عصر آهن بود.

 

اگرچه آنها در مقایسه با شهاب‌سنگ‌های سنگی نسبتاً نادر هستند و فقط 7/5 درصد از سقوط‌های مشاهده‌شده را شامل می‌شوند، اما شهاب‌سنگ‌های آهنی در طول تاریخ به‌شدت بیش از حد در مجموعه‌های شهاب‌سنگ مشاهده شده‌اند. این امر ناشی از چندین عامل است:

• آنها بر خلاف شهاب سنگ های سنگی به راحتی تشخیص داده می شوند. جستجوهای امروزی برای شهاب‌سنگ‌ها در بیابان‌ها و قطب جنوب نمونه بسیار بیشتری از شهاب‌سنگ‌ها را به دست می‌دهد.
• آنها در برابر هوا بسیار مقاوم تر هستند.
• احتمال باقی‌ماندن آنها پس از ورود جو بسیار بیشتر است و در برابر فرسایش مقاومت بیشتری دارند. از این رو، آنها به احتمال زیاد به عنوان قطعات بزرگی یافت می‌شوند.
• نمونه‌های دفن شده آن‌ها را می‌توان با استفاده از تجهیزات فلزیاب سطحی (به دلیل ترکیب فلزی آنها) پیدا کرد.

از آنجایی که شهاب‌سنگ‌های سنگی نیز چگال‌تر هستند، شهاب‌سنگ‌های آهنی نیز تقریباً 90 درصد جرم تمام شهاب‌سنگ‌های شناخته‌شده، حدود 500 تن را تشکیل می‌دهند. همه بزرگ‌ترین شهاب‌سنگ‌های شناخته‌شده از این نوع هستند.

شهاب‌سنگ‌های آهنی با سیارک‌های نوع M مرتبط شده‌اند، زیرا هر دو ویژگی‌های طیفی مشابهی در مرئی و مادون قرمز نزدیک دارند. تصور می‌شود که شهاب‌سنگ‌های آهنی قطعاتی از هسته‌های سیارک‌های باستانی بزرگ‌تر هستند که در اثر برخورد متلاشی شده‌اند. گرمای آزاد شده از فروپاشی رادیواکتیو هسته‌های کوتاه‌مدت آهن و آلومینیم به‌عنوان دلیل قابل قبولی برای ذوب و تمایز اجسام اصلی آنها در منظومه شمسی اولیه در نظر گرفته می‌شود. ذوب حاصل از گرمای ضربه نیز یکی دیگر از علل ذوب و تمایز است. تجزیه و تحلیل شیمیایی و ایزوتوپی نشان می دهد که حداقل در حدود 50 نوع  سیارک به عنوان منشأ شهاب‌سنگ‌های آهنی معرفی شده‌اند. این نشان می‌دهد که حداقل زمانی این تعداد سیارک بزرگ و متمایز در کمربند سیارک‌ها وجود داشته است - بسیار بیشتر از امروز.

 

بخش عمده ای از این شهاب سنگ ها از آلیاژهای FeNi (کاماسیت و تانیت) تشکیل شده است. کانی های جزئی، زمانی که به وجود می آیند، اغلب ندول های گردی از ترویلیت یا گرافیت را تشکیل می دهند که توسط شرایبرزیت و کوهنیت احاطه شده اند. شرایبرزیت و ترویلیت نیز به صورت آخال های صفحه ای شکل دیده می شوند که بر روی سطوح بریده شده به صورت لاملاهایی به طول سانتی متر و ضخامت میلی متر ظاهر می شوند. صفحات تروئیل را لاملاهای رایشنباخ می نامند.

 

ترکیب شیمیایی توسط عناصر Fe، Ni و Co غالب است که بیش از 95٪ را تشکیل می دهند. نیکل همیشه حضور دارد و میزان آن تقریباً همیشه بالاتر از 5٪ است و ممکن است تا حدود 25٪ باشد. درصد قابل توجهی از نیکل را می توان مورد استفاده قرار داد تا آهن های شهاب سنگی را از محصولات آهنی ساخت بشر (که معمولاً حاوی مقادیر کمتری نیکل هستند)، تشخیص دهد، اما برای اثبات منشأ شهاب سنگی کافی نیست.

 

دو طبقه بندی در حال حاضر برای تفکیک انواع شهاب‌شنگ‌های آهنی مورد استفاده قرار می‌گیرند: طبقه بندی ساختاری کلاسیک و طبقه بندی شیمیایی جدیدتر.

 

طبقه بندی ساختاری

طبقه‌بندی ساختاری قدیمی‌تر بر اساس وجود یا عدم وجود الگوی Widmanstätten است که می‌توان آن را از روی ظاهر سطوح مقطع صیقلی که با اسید حکاکی شده‌اند ارزیابی کرد. این با فراوانی نسبی نیکل به آهن مرتبط است. دسته بندی ها عبارتند از:

• هگزادریت (H): نیکل کم، بدون الگوی Widmanstätten، ممکن است خطوط نویمان را نشان دهد.
• Octahedrites (O): نیکل متوسط تا بالا، الگوهای Widmanstätten، رایج ترین کلاس. آنها را می توان بر اساس عرض لاملاهای کاماسیت از درشت ترین به بهترین تقسیم کرد:
  • درشت ترین (Ogg): عرض لاملا > 3.3 میلی متر
  • درشت (Og): عرض لاملا 1.3-3.3 میلی متر
  • متوسط (Om): عرض لاملا 0.5-1.3 میلی متر
  • ریز (Of): عرض لاملا 0.2-0.5 میلی متر
  • بهترین (خاموش): عرض لاملا < 0.2 میلی متر
  • پلسیتیک (Opl): ساختار انتقالی بین اکتاهدریت ها و آتاکسیت ها[17]
• آتاکسیت ها (D): نیکل بسیار بالا، بدون الگوی Widmanstätten، نادر.

 

طبقه بندی شیمیایی

یک طرح طبقه‌بندی شیمیایی جدیدتر بر اساس نسبت عناصر کمیاب Ga، Ge و Ir، شهاب‌سنگ‌های آهنی را به گروه‌های مربوط به سیارک منشأ آنها مجزا می‌کند. این طبقه بندی بر اساس نمودارهایی است که محتوای نیکل را در برابر عناصر کمیاب مختلف (مانند Ga، Ge و Ir) ترسیم می کند. گروه های مختلف شهاب سنگ آهنی به صورت خوشه های نقطه داده ظاهر می شوند.

 

در ابتدا چهار مورد از این گروه ها با اعداد رومی I، II، III، IV مشخص شده بودند. هنگامی که داده های شیمیایی بیشتری در دسترس قرار گرفت، اینها تقسیم شدند، به عنوان مثال. گروه چهارم به شهاب سنگ های IVA و IVB تقسیم شد. حتی بعداً وقتی شهاب‌سنگ‌های میانی کشف شدند، برخی گروه‌ها دوباره به آن‌ها پیوستند، به عنوان مثال. IIIA و IIIB در شهاب‌سنگ‌های IIIAB ترکیب شدند. در سال 2006 شهاب‌سنگ‌های آهنی به 13 گروه (یکی برای آهن‌های دسته‌بندی نشده) طبقه‌بندی شدند:

 

 

IAB

IA: Medium and coarse octahedrites, 6.4–8.7% Ni, 55–100 ppm Ga, 190–520 ppm Ge, 0.6–5.5 ppm Ir, Ge-Ni correlation negative.

IB: Ataxites and medium octahedrites, 8.7–25% Ni, 11–55 ppm Ga, 25–190 ppm Ge, 0.3–2 ppm Ir, Ge-Ni correlation negative.

IC: 6.1–6.8% Ni. The Ni concentrations are positively correlated with As (4–9 μg/g), Au (0.6–1.0 μg/g) and P (0.17–0.40%) and negatively correlated with Ga (54–42 μg/g), Ir (9–0.07 μg/g) and W (2.4–0.8 μg/g).

IIAB

IIA: Hexahedrites, 5.3–5.7% Ni, 57–62 ppm Ga, 170–185 ppm Ge, 2–60 ppm Ir.

IIB: Coarsest octahedrites, 5.7–6.4% Ni, 446–59 pm Ga, 107–183 ppm Ge, 0.01–0.5 ppm Ir, Ge-Ni correlation negative.

IIC: Plessitic octahedrites, 9.3–11.5% Ni, 37–39 ppm Ga, 88–114 ppm Ge, 4–11 ppm Ir, Ge-Ni correlation positive

IID: Fine to medium octahedrites, 9.8–11.3%Ni, 70–83 ppm Ga, 82–98 ppm Ge, 3.5–18 ppm Ir, Ge-Ni correlation positive

IIE: octahedrites of various coarseness, 7.5–9.7% Ni, 21–28 ppm Ga, 60–75 ppm Ge, 1–8 ppm Ir, Ge-Ni correlation absent

IIIAB: Medium octahedrites, 7.1–10.5% Ni, 16–23 ppm Ga, 27–47 ppm Ge, 0.01–19 ppm Ir

IIICD: Ataxites to fine octahedrites, 10–23% Ni, 1.5–27 ppm Ga, 1.4–70 ppm Ge, 0.02–0.55 ppm Ir

IIIE: Coarse octahedrites, 8.2–9.0% Ni, 17–19 ppm Ga, 3–37 ppm Ge, 0.05–6 ppm Ir, Ge-Ni correlation absent

IIIF: Medium to coarse octahedrites, 6.8–7.8% Ni,6.3–7.2 ppm Ga, 0.7–1.1 ppm Ge, 1.3–7.9 ppm Ir, Ge–Ni correlation absent

IVA: Fine octahedrites, 7.4–9.4% Ni, 1.6–2.4 ppm Ga, 0.09–0.14 ppm Ge, 0.4–4 ppm Ir, Ge-Ni correlation positive

IVB: Ataxites, 16–26% Ni, 0.17–0.27 ppm Ga, 0,03–0,07 ppm Ge, 13–38 ppm Ir, Ge–Ni correlation positive

Ungrouped meteorites. This is actually quite a large collection (about 15% of the total) of over 100 meteorites that do not fit into any of the larger classes above, and come from about 50 distinct parent bodies.

 

 

شهاب سنگ های گروه بندی نشده این در واقع یک مجموعه بسیار بزرگ (حدود 15٪ از کل) از بیش از 100 شهاب سنگ است که در هیچ یک از کلاس های بزرگتر بالا قرار نمی گیرند و از حدود 50 منشأ مجزا می آیند.

 

گروه ها و گروه های اضافی در ادبیات علمی مورد بحث قرار می گیرند:

IIG: هگزادریت با شرایبرزیت درشت. آهن شهاب سنگ غلظت نیکل پایینی دارد.

 

 

نمودار تفکیک انواع شهاب سنگ‌های آهنی

 

 

 

محمد خرامش

ایمیل:infokharamesh@gmail.com