شهاب سنگ چیست؟ – از نحوه تشکیل تا انواع به زبان ساده

سنگ‌های رها شده پس از برخورد اجرام آسمانی با یکدیگر، پس از سفری طولانی در اعماق فضا، به جو زمین وارد می‌شوند و با سرعتی بسیار زیاد به طرف سطح زمین حرکت می‌کنند. این سنگ‌های آسمانی به هنگام حرکت در جو زمین و برخورد با ذرات هوا، به دلیل اصطکاک، گرم می‌شوند و شروع به سوختن می‌کنند. سنگ‌های آتشین پس از عبور موفقیت‌آمیز از جو و برخورد به سطح زمین، شهاب سنگ نامیده می‌شوند. شهاب‌سنگ‌ها اطلاعات و سرنخ‌های زیادی در مورد ترکیب، سن و تاریخچه منظومه شمسی به ستاره‌شناسان می‌دهند. در این مطلب از مجله فرادرس، ابتدا به پرسش شهاب سنگ چیست به زبان ساده پاسخ می‌دهیم، سپس در مورد انواع شهاب‌سنگ‌ها صحبت می‌کنیم.

شهاب‌سنگ‌ها به سه گروه اصلی شهاب‌سنگ‌های آهنی، سنگی-آهنی و سنگی تقسیم می‌شوند. شهاب‌سنگ‌های سنگی به طور معمول از ماه و مریخ آمده‌اند. پس از آن‌که فهمدیم انواع شهاب سنگ چیست و هر یک از آن‌ها چه ویژگی‌هایی دارند، در مورد شهاب‌سنگ‌های مریخی و ماه و چگونگی تشکیل آن‌ها صحبت می‌کنیم. در پایان نیز به چند پرسش جالب درمورد شهاب سنگ پاسخ خواهیم داد.

شهاب سنگ چیست؟

«شهاب‌واره» (Meteoroid) تکه‌های کوچک صخره‌ای یا فلزی هستند که در فضا و میان دو سیاره مریخ و مشتری یافت می‌شوند. هنگامی‌که مولکول‌ها و ذره‌های اطراف شهاب‌واره به سطح آن برخورد می‌کنند، شهاب‌واره به دلیل اصطکاک، گرم می‌شود و شروع به سوختن می‌کند. اگر شهاب‌واره آتشین بتواند با موفقیت از جو زمین عبور و به سطح آن برخورد کند، به آن «شهاب سنگ» (Meteorite) گفته می‌شود. به احتمال بسیار زیاد در یکی از شب‌های شفاف آسمان که شما دور از محیط شهر قرار داشتید، خط‌های نورانی به نام ستاره‌های دنباله‌دار را دیده‌اید که در گوشه‌ای از آسمان ظاهر و پس از طی مسافتی، در گوشه‌ای دیگر ناپدید شده‌اند. این ستاره‌های دنباله‌دار همان شهاب‌واره‌های آتشین در جو زمین هستند. برای یادگیری بیشتر در مورد نجوم می‌توانید فیلم آموزش مقدماتی نجوم فرادرس که لینک آن در ادامه آورده شده است را مشاهده کنید.

درصد کمی از شهاب‌واره‌ها مسیر مشخصی را به طرف اتمسفر زمین طی می‌کنند و از نقطه‌ای مشخص برمی‌گردند. روزانه در حدود ۲۵ میلیون شهاب‌واره آتشین به جو زمین وارد می‌شوند. اما بیشتر آن‌ها به طور کامل می‌سوزند. بنابراین، هر روز در حدود یک میلیون کیلوگرم گردوغبار روی سطح زمین می‌نشیند. چه کسی می‌داند، شاید گردوغباری که مشاهده می‌کنید از فضا آمده باشد. شهاب‌سنگ‌ها انواع متفاوتی دارند که در بخش‌های بعد در مورد انواع آن‌ها صحبت خواهیم کرد. به احتمال زیاد از خود پرسیده‌اید شهاب‌سنگ‌ها از کجا آمده‌اند. شهاب‌سنگ‌ها قسمتی از اجسام آسمانی به نام سیارک هستند. نکته جالب‌توجه آن است که هر سال در حدود ۵۰۰ شهاب‌سنگ به سطح زمین می‌رسند. اما از میان آن‌ها، پژوهشگران، تنها می‌توانند پنج یا شش شهاب سنگ را برای مطالعه پیدا کنند.

شهاب سنگ چگونه تشکیل می شود؟

در بخش قبل فهمیدیم شهاب سنگ چیست و از چه ناحیه‌ای در فضا می‌آید. همان‌طور که در بخش قبل اشاره کردیم، شهاب‌واره‌ها تکه‌های کوچک صخره‌ای یا فلزی هستند که در فضای میان سیاره‌های مریخ و مشتری یافت می‌شوند. شهاب‌واره‌ها با ورود به جو زمین با مولکول‌ها و ذره‌های داخل اتمسفر برخورد می‌کنند. سطح شهاب‌واره به دلیل اصطکاک بین سطح آن و مولکول‌ها، گرم می‌شود و شروع به درخشش می‌کند. گرما و سرعت زیاد شهاب‌واره سبب تبخیر آن بالای سطح زمین می‌شود. در نتیجه، تکه‌های بزرگ‌تر به تکه‌های کوچک‌تر تقسیم و این تکه‌ها پس از عبور موفقیت‌آمیز از جو و برخورد به سطح زمین، شهاب‌سنگ نامیده می‌شوند.

انواع شهاب سنگ چیست؟

در بخش قبل فهمیدیم شهاب سنگ چیست و چگونه تشکیل می‌شود. شهاب‌سنگ‌ها انواع متفاوتی دارند. در این بخش با انواع متفاوت شهاب سنگ و مهم‌ترین ویژگی‌های آن‌ها آشنا می‌شویم.

شهاب‌سنگ‌ها با توجه به ساختار داخلی آن‌ها به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

• شهاب‌سنگ‌های آهنی: این شهاب‌سنگ‌ها تقریبا به طور کامل از آهن ساخته شده‌اند.
• شهاب‌سنگ‌های سنگی-آهنی: این شهاب‌سنگ‌ها به طور مساوی از فلز و کریستال‌های سیلیکات تشکیل شده‌اند.
• شهاب‌سنگ‌های سنگی: این شهاب‌سنگ‌ها بیشتر از کانی سیلیکات تشکیل شده‌اند.

به تصویر زیر دقت کنید. در نگاه اول با خود فکر می‌کنید قطعه سنگ پوسیده‌ای از یکی از معدن‌های جهان، برای مطالعه بیشتر به آزمایشگاهی پژوهشی آورده شده، اما این سنگ یا همان شهاب سنگ سفری غیرقابل‌باور را برای رسیدن به زمین طی کرده است.

نقطه آغاز سفر، کمربند سیارک‌ها، بین مریخ و مشتری، است. شهاب‌واره با سرعتی غیرقابل‌تصور در فضا حرکت می‌کند و به دلیل برخورد مولکول‌ها و ذرات مختلف در مسیر خود، گرم می‌شود و آتش می‌گیرد. در پایان، شهاب‌واره آتشین، به عنوان شهاب‌سنگ به سطحی روی زمین یا سیاره‌ها و سیارک‌های دیگر برخورد می‌کند. دانشمندان علاقه زیادی به مطالعه ساختار این شهاب‌سنگ‌ها دارند. با مطالعه این شهاب‌سنگ‌ها می‌توان اطلاعات زیادی در مورد منظومه‌شمسی و ساختار سیارک‌های شناور در آن به‌دست آورد. شهاب‌سنگ نشان داده شده در تصویر فوق، چگالی بالایی دارد و علی‌رغم اندازه کوچک آن، وزن نسبتا بالایی دارد.

چرا چگالی شهاب سنگ زیاد است؟ زیرا از مقدار زیادی فلز تشکیل شده است. همان‌طور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید،‌ قسمتی از شهاب‌سنگ بریده و پولیش شده است و مشابه فولاد (فلزی با چگالی بالا) به نظر می‌رسد. همچنین،‌ رنگ شهاب‌سنگ نشان می‌دهد که آهن یکی از عنصرهای تشکیل‌دهنده آن است.

نیکل یکی دیگر از فلزهایی است که در شهاب‌سنگ یافت می‌شود. نکته جالب در مورد دو فلز نیکل و آهن آن است که میدان مغناطیسی روی آن‌ها تاثیر می‌گذارد. این دو فلز با قرار گرفتن در میدان مغناطیسی، از خود خواص مغناطیسی نشان می‌دهند و می‌توانند به صورت آهن‌ربا عمل کنند. آیا شهاب‌سنگ به دلیل وجود آهن و نیکل می‌تواند فلزات دیگر را به سمت خود جذب کند؟ بله. همان‌طور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید، دو آهن‌ربا به راحتی به شهاب‌سنگ چسبیده‌اند.

شهاب سنگ آهنی

برش نازکی از شهاب سنگی در تصویر زیر نشان داده شده است. الگوهای منحصربه‌فردی روی این برش مشاهده می‌شوند. این الگوها را تنها می‌توانیم در شهاب‌سنگ‌ها مشاهده کنیم. این الگوها چگونه تشکیل می‌شوند؟ این الگو و بافت به دلیل رشد همزمان مواد معدنی متفاوت که شامل درصد متفاوتی از آهن و نیکل هستند، تشکیل می‌شود.

شهاب‌سنگ «هِنبِری» (Henbury) با ۲۸ سانتی‌متر طول در تصویر زیر نشان داده شده است. این شهاب‌سنگ‌ها به طور عمده از فلزهای آهن و نیکل تشکیل شده‌اند، اما مقدار کمی کانی کربید و سولفید نیز در آن‌ها وجود دارند. این فرضیه در رابطه با شهاب‌سنگ‌های آهنی وجود دارد که بیشتر آن‌ها هسته سیارک‌هایی هستند که در دوره اول تشکیل، ذوب شده‌اند. ذوب شدن به دلیل گرمای ناشی از فروپاشی عناصر رادیواکتیو و اصطکاک ذراتِ داخل سیارک رخ داده است. پس از ذوب شدن، فلزات سنگین مانند آهن و نیکل به دلیل چگالی بیشتر به سمت مرکز سیارک می‌روند و هسته فلزی را تشکیل می‌دهند. به هنگام تغییر حالت این شهاب‌سنگ از حالت مذاب به جامد، واکنش‌های شیمیایی و فیزیکی مهمی در آن رخ می‌دهند.

در برخی موارد، هسته شهاب‌سنگ آهنی از جنس آهن است و به دور هسته لایه‌های هم‌مرکز وجود دارند که توسط پوسته سیلیکاتی احاطه شده‌اند. این ساختار شباهت زیادی به سیاره‌های زمینی (سیاره‌های عطارد، زهره، مریخ و زمین) دارد، زیرا هسته این سیاره‌ها نیز از ساختاری فلزی تشکیل شده است. مطالعه این نوع شهاب‌سنگ‌ها به ما اطلاعات جالبی در مورد چگونگی تشکیل هسته فلزی در این سیاره‌ها می‌دهد. به این نکته توجه داشته باشید که بافت و ترکیب مواد معدنی تشکیل‌دهنده شهاب‌سنگ آهنی بسیار متنوع است. بنابراین، شهاب‌سنگ‌های آهنی به انواع مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند. همان‌طور که در ابتدای این بخش اشاره شد، ۹۰ تا ۹۵ درصد شهاب‌سنگ‌های آهنی، از آهن تشکیل شده است. همچنین، نیکل و مقداری فلزات سنگین مانند ایریدیوم، گالیوم و طلا نیز در حدود ۵ تا ۱۰ درصد از مواد تشکیل‌دهنده این شهاب‌سنگ را شامل می‌شوند.

این شهاب‌سنگ‌ها را می‌توان براساس ترکیب شیمیایی وساختار، دسته‌بندی کرد. آهن، ۱۳ گروه شیمیایی دارد که رایج‌ترین آن‌ها، IAB نام دارد. بنابراین، شهاب‌‌سنگ‌های آهنی براساس ترکیب شیمیایی به ۱۳ نوع مختلف، تقسیم‌بندی می‌شوند. برای طبقه‌بندی ساختاری شهاب‌سنگ‌ها نیز از آلیاژ‌های تشکیل شده از دو عنصر در شهاب‌سنگ‌های آهنی به نام‌های «کاماسیت» (Kamacite)‌ و «تایینیت» (Taenite) استفاده می‌شود.

معروف ترین شهاب‌سنگ‌های آهنی

نخستین شهاب‌سنگ معروفی آهنی، شهاب‌سنگ Canyon Diablo نام دارد. در حدود ۲۵ هزار سال قبل، شهاب سنگ آهنی به اندازه ساختمان، به صحرا‌یی که امروزه در شمال آریزونا قرار دارد، برخورد کرد. در اثر برخورد این شهاب‌سنگ به زمین، انفجار عظیمی رخ داد و گودال بسیار بزرگی به شکل دهانه آتشفشان با عمقی در حدود ۱۸۲ متر و قطری در حدود ۱۲۱۹ متر یا ۱٫۲ کیلومتر تشکیل شد. این شهاب سنگ در سال ۱۸۹۱ میلادی کشف شد. پژوهش‌های انجام شده نشان داد که بخش بیشتر جرم شهاب‌سنگ به دلیل برخورد به زمین، تبخیر شد. همچنین، صدها قطعه از این شهاب‌سنگ تا شعاع چند کیلومتری از محل برخورد، پخش شده بودند. هنوز نیز می‌توان قطعه‌هایی از این شهاب‌سنگ را در محل برخورد پیدا کرد.

شهاب‌سنگ آهنی معروف دیگر، شهاب‌سنگ «ویلامت» (Willamette) نام دارد که در سال ۱۹۰۲ میلادی کشف شد. برطبق نظر بسیاری از کارشناسان، این شهاب‌سنگ ۱۵ تنی به عنوان یکی از زیباترین شهاب‌سنگ‌ها در جهان شناخته می‌شود. این شهاب‌سنگ در سال ۱۹۰۲ میلادی در زمینی در نزدیکی روستای Willamette کشف شد. یابنده، آقای «الیس هیوز»‌ (Ellis Highes) به همراه پسر ۱۵ ساله‌اش، این شهاب‌سنگ آهنی را به صورت مخفیانه با استفاده از گاری چوبی در حدود یک کیلومتر جابجا و به زمین خود منتقل کردند. از آنجا که شهاب سنگ در زمینی متعلق به کارخانه فولاد کشف شده بود، مدتی بعد این کارخانه علیه آقای هیوز شکایت‌نامه‌ای را تنظیم و او را به دزدی متهم کرد.

در سال ۱۹۰۶ میلادی، شهاب‌سنگ Willametter به قیمت ۲۰۶۰۰ دلار خریداری و به موزه نیویورک اهدا شد. اما دعوای حقوقی بر سر مالکیت این شهاب‌سنگ همچنان ادامه دارد. شهاب‌سنگ ویلامت یکی از بزرگ‌ترین شهاب‌سنگ‌های کشف شده در آمریکا و شانزدهمین شهاب‌سنگ بزرگ در جهان است. سطح صاف شهاب‌سنگ به هنگام ورود آن به جو زمین ذوب شد. در واقع، هنگامی‌که شهاب سنگ وارد جو زمین می‌شود، با مولکول‌های هوا برخورد می‌کند. در اثر این برخورد اصطکاک و در نتیجه، گرمای زیادی تولید می‌شود. بنابراین، سطح مسطح شهاب‌سنگ ذوب می‌شود. همچنین، حفره‌ها در اثر برخورد آن به سطح زمین ایجاد شدند.

شهاب سنگ Sikhote-Alin یکی دیگر از شهاب‌سنگ‌های آهنی معروف است. در زمستان سال ۱۹۴۷ میلادی، بزرگ‌ترین رویداد ثبت‌شده برخورد شهاب‌سنگ در نزدیکی کوه‌های «سیخوته‌آلین» (Sikhote-Alin) در شرق سیبری رخ داد. هزاران قطعه از این شهاب‌سنگ در میان درختان پوشیده از برف سقوط کرد و گودالی را با دهانه‌ای خارق‌العاده‌ تشکیل داد. این گودال از ۹۹ ساختار مجزا تشکیل شده بود. دو نوع شهاب سنگ Sikhote-Alin وجود دارند:

•  قطعه‌های تکی: این سنگ‌ها به‌تنهایی از جو زمین عبور کردند و اغلب دارای حفره‌های کم عمق سطحی و جهت‌گیری مشخصی هستند.
• قطعه‌های زاویه‌دار: این قطعه‌ها در اثر فشار جو منفجر شدند.

شهاب‌سنگ‌های آهنی چگونه تشکیل می شوند؟

شهاب‌سنگ‌های آهنی نمونه‌هایی از هسته‌های آهنی هستند که میلیون‌ها سال قبل در اجرام سیاره‌ای کوچک با شکل‌های مختلف، شکل گرفته بودند. بنابراین، شهاب‌سنگ‌های آهنی انواع متفاوتی دارند که به ما دید جالبی در مورد شکل‌گیری سیارک‌ها و تاریخچه منظومه‌شمسی می‌دهد. ترکیب‌های شیمیایی موجود در شهاب‌سنگ‌های آهنی با مشاهدات تجربی و نظری پیش‌بینی شده در مورد ذوب شدن اجرام کوچک مطابقت دارد. این اجرام به نام «خرده‌سیاره» (Planetesimal)، از مخلوطی از دانه‌های سیلیکات، آهن-نیکل فلزی و سولفید آهن با ترکیب‌ها و نسبت‌هایی مشابه آنچه در شهاب‌سنگ‌های کندریتی یافت می‌شود، تشکیل شده بودند.

فرایند ذوب شدن در خرده‌سیاره‌ها سبب نفوذ فلز چگال از میان سیلیکات و تشکیل هسته‌ آهنی می‌شود. مراحل تشکیل شهاب‌سنگ آهنی عبارت هستند از:

1. تشکیل هسته مذاب: به هنگام تشکیل منظومه‌شمسی، خرده‌سیاره‌ها به دلیل برخورد با یکدیگر یا وجود مواد رادیواکتیو در آن‌ها، ذوب شدند. همچنین، در سیارک‌های بزرگ‌تر، فرایند ذوب شدن ممکن بود به دلیل گرانش بسیار زیاد رخ دهد.
2. برخورد سیارک‌ها: این سیارک‌ها با اجرام آسمانی یا سیارک‌های دیگر برخورد می‌کنند. در اثر این برخورد انفجار عظیمی رخ می‌دهد و مواد مذاب از هسته به بیرون پرتاب می‌شوند.
3. حرکت در فضا: قطعه‌های جدا شده از هسته مذاب سیارک، وارد مدارهایی به دور خورشید می‌شوند.
4. برخورد به زمین: این قطعه‌ها مسافت‌های طولانی را در فضا طی می‌کنند. برخی از آن‌ها به دلیل نیروی جاذبه، وارد جو زمین می‌شوند و به سطح آن برخورد می‌کنند.

همان‌طور که در بخش قبل اشاره کردیم، ساختار داخلی شهاب سنگ ویلامت ۱۵ تنی از آهن ساخته شده است. بنابراین، این شهاب‌سنگ و شهاب‌سنگ‌های مشابه آن برای رسیدن به این مرحله، اتفا‌ق‌ها و زنجیره تغییرات پیچیده‌ای را گذرانده‌اند. هزاران سال قبل، این شهاب سنگ با سرعت ۶۴ هزار کیلومتر بر ساعت به سطح زمین برخورد کرد. طی قرن‌ها و به دلیل بارش باران، رسوب‌های سولفید آهن با آب واکنش دادند و اسید سولفوریک تشکیل شد. این اسید، طی سال‌ها و به دلیل واکنش با سطح شهاب‌سنگ، حفر‌ه‌هایی با اندازه‌های متفاوت روی سطح آن ایجاد کرد. تنها ۶۰۰ شهاب‌سنگ از ۲۵ هزار شهاب‌سنگ یافت شده روی زمین، از آهن ساخته شده‌اند.

آهن در مرکز ستاره‌ها تشکیل می‌شود. در این قسمت، به دلیل همجوشی هسته‌ای عناصر سبک‌تر مانند هیدروژن به عناصر سنگین‌تر مانند هلیوم، تبدیل می‌شوند و انرژی بسیار زیادی آزاد می‌شود. در پایان، نیروی حاصل از همجوشی هسته‌ای منجر به فروپاشی ستاره‌‌‌هایی، حتی بزرگ‌تر از خورشید، خواهد شد. در اثر این فروپاشی، عنصرهای تشکیل‌دهنده ستاره، مانند آهن به فضای بین‌ستاره‌ای پرتاب می‌شوند. طی میلیاردها سال، این عناصر داخل ابرهای گاز و گردوغبار جمع می‌شوند. خورشیدِ ما حدود ۴/۵ میلیارد سال قبل داخل این ابر بین‌ستاره‌ای غنی از آهن تشکیل شد.

در ادامه، دنباله‌دارها، سیارک‌ها و زمین و هر آنچه روی آن است شکل گرفتند. بنابراین، به هنگام مطالعه‌ شهاب‌سنگی مانند ویلامت، گویی داریم مسیر شکل‌گیری خود در کیهان را بررسی می‌کنیم.

ترکیب شیمیایی شهاب سنگ آهنی

در شهاب‌سنگ آهنی، علاوه بر آهن که در حدود ۹۰ درصد آن را تشکیل می‌دهد، عنصرهای دیگری نیز وجود دارند:

• بین ۵ تا ۱۰ درصد نیکل
• ۰٫۱ تا ۰٫۵ درصد فسفر
• ۰٫۱ تا یک درصد گوگرد
• در حدود ۲۰ عنصر دیگر که درصد بسیار کمی از ترکیب‌های این شهاب‌سنگ را تشکیل می‌دهند.

شهاب سنگ سنگی-آهنی

تا اینجا می‌دانیم شهاب سنگ چیست و با شهاب سنگ آهنی، یکی از انواع شهاب‌سنگ‌ها، آشنا شدیم. همان‌طور که در بخش قبل توضیح داده شد، شهاب سنگ آهنی از آهن و نیکل با درصد زیاد و عناصر دیگر با درصد بسیار کمتر، تشکیل شده‌اند. شهاب‌سنگ‌های آهنی بخشی از هسته سیاره‌ها یا سیارک‌های بزرگ و شهاب‌سنگ‌‌های سنگی-آهنی بخشی از پوسته اجرام در کمربند آسمانی را تشکیل می‌دادند. این شهاب‌سنگ‌ها از درصدهای یکسانی از فلز آهن-نیکل و کانی‌های سیلیکاتی تشکیل شده‌اند. شهاب‌سنگ‌های آهنی به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

1. «پالازیت» (Pallasites): پالازیت را شاید بتوان زیباترین نوع شهاب‌سنگ در نظر گرفت. این شهاب‌سنگ از مقدار زیادی «الیوین» (Olivine) در بستر نیکل-آهن تشکیل شده است.
2. «مزوسیدریت» (Mesosiderites): این شهاب‌سنگ در مقایسه با پالازیت بسیار نازیبا به نظر می‌رسد. مزوسیدریت نام خود را کلمه‌های یونانی به معنای آهن و نصف گرفته است. این شهاب‌سنگ از مقادیر مساوی آهن-نیکل و ترکیب‌های سنگی تشکیل شده است.

در ادامه، در مورد هر یک از این شهاب‌سنگ‌ها، ویژگی‌ها و چگونگی تشکیل آن‌ها به اختصار توضیح می‌دهیم.

شهاب سنگ پالازیت

در تصویر زیر قسمتی از شهاب‌سنگ پالازیت پس از برش و پولیش نشان داده شده است. پالازیت را می‌توانیم به عنوان یکی از زیباترین شهاب‌سنگ‌ها در نظر بگیریم. این شهاب‌سنگ از مقدار زیادی الیوین در بستر نیکل-آهن تشکیل شده است. الیوین، کریستال‌هایی سبزرنگ و شکلی از سیلیکات آهن و منیزیوم هستند. برخی مواقع، الیوین به صوت تک کریستال نیست، بلکه به صورت خوشه‌ای تشکیل شده است. پژوهشگران هنوز در مورد نحوه تشکیل شهاب‌سنگ پالازایت به توافق نرسیده‌اند. برخی از پژوهشگران معتقد هستند که این شهاب سنگ در سیارک‌های مذاب تشکیل شده و چگونگی تشکیل آن دقیقا مشابه شهاب‌سنگ‌ آهنی است. بر طبق نظر این پژوهشگران، پالازیت‌ها، نمونه‌هایی در مرزهای بین هسته فلزی و گوشته سیلیکاتی و الیوین هستند.

اگر این نظریه درست باشد، پالازیت‌ها می‌توانند اطلاعات زیادی در مورد چگونگی شکل‌گیری زمین و سیاره‌های مشابه زمین به ما بدهند. در مقابل، گروه دیگری از پژوهشگران معتقد هستند تعداد بسیار کمی شهاب‌سنگ‌های غنی از الیوین در کمربند سیارکی وجود دارند. در واقع، تعداد شهاب‌سنگ‌های پالازیت برای آن‌که همگی از مرز هسته و گوشته شکل گرفته باشند بسیار زیاد است. این ساختار شاید از فرایند ذوب پس از برخورد اجرام آسمانی با یکدیگر، شکل گرفته باشد.

شهاب سنگ مزوسیدریت

شهاب‌سنگ «اِسرویل» (Estherville) شهاب‌سنگی از نوع مزوسیدریت است که از برخورد دو سیارک با یکدیگر شکل گرفت. این شهاب‌سنگ در سال ۱۸۷۹ میلادی در ایالت آیوا در آمریکا، سقوط کرد. شهاب‌سنگ‌های مزوسیدریتی نوعی سنگ آذرین هستند که از قطعات شکسته شده‌ مواد معدنی یا سنگ تشکیل شده‌اند و توسط مواد ریزتر به هم چسبیده‌اند. این شهاب‌سنگ‌ها را به دلیل ترکیب منحصربه‌فردشان به راحتی می‌توان از انواع دیگر شهاب‌سنگ‌ها تشخیص داد. شهاب سنگ مزوسیدریت هنگامی تشکیل می‌شود که گردوغبار ایجاد شده از برخورد دو سیارک با یکدیگر، با هم مخلوط شوند. به هنگام برخورد، فلز ذوب شده با قطعه‌های جامد سنگ‌های سیلیکاتی، مخلوط می‌شود. بنابراین، با مطالعه این شهاب‌سنگ‌ها می‌توانیم اطلاعاتی در مورد تاریخچه شهاب‌سنگ‌ها و شرایط موردنیاز برای ذوب شدن سیارک‌ها و تشکیل هسته آهنی به‌دست آوریم.

معروف ترین شهاب‌سنگ‌های سنگی-آهنی

نخستین شهاب‌سنگ معروف سنگی-آهنی، شهاب‌سنگ «ایمیلاک» (Imilac) نام دارد. «بیابان آتاکاما» (The high Atacama Desert) در شمال شیلی یکی از خشک‌ترین و متروک‌ترین بیابان‌ها روی کره زمین است. سازمان فضایی آمریکا، ناسا، مریخ‌نورد خود را به دلیل شباهت بسیار زیاد این بیابان به سطح مریخ، در آنجا آزمایش کرد. در سال ۱۸۲۲ میلادی، کاوشگران تعدادی قطعه بزرگ از شهاب سنگ ایمیلاک در حفره‌های کم‌عمق پیدا کردند. سپس، آن‌ها در فاصله‌ای بسیار نزدیک از محل کشف این چند قطعه، هزاران قطعه بسیار کوچک دیگر نیز کشف کردند. سطح شهاب‌سنگ‌های ایمیلاک ظاهری بسیار فرسوده دارد که نشان‌دهنده سقوط این شهاب‌سنگ در سال‌های بسیار دور است.

همچنین، تعداد زیادی از کریستال‌های الیوین به دلیل وزش باد از شهاب‌سنگ جدا شده‌اند و تنها قطعاتی در شبکه آهنی باقی مانده‌اند. این شهاب‌سنگ پس از برش و پولیش ظاهر بسیار زیبایی از خود نشان می‌دهد. این شهاب‌سنگ بسیار پایدار است و از آن می‌توانیم برش‌های نازک، خیره‌کننده و نیمه‌شفافی تهیه کنیم که زیر نور خورشید می‌درخشند.

شهاب‌سنگ سنگی-آهنی معروف دیگر، شهاب‌سنگ «واکاموئرتا» (Vaca Muerta) نام دارد که در سال ۱۸۶۱ میلادی کشف شد. شهاب‌سنگ ایمیلاک، تنها شهاب‌سنگی نبود که در بیابان آتاکاما کشف شد. در سال ۱۸۶۱ میلادی، هنگامی‌که گروهی از کاوشگران به دنبال کشف فلزات گران‌بها بودند، سنگ‌های سنگینی مشابه آهن کشف کردند. آن‌ها از ظاهر درخشان و پر زرق‌وبرق این سنگ‌ها تعجب کردند و پس از شکستن تعدادی از سنگ‌ها، سعی کردند مواد تشکیل‌دهنده آن‌ها را بررسی کنند. کاوشگران ابتدا شهاب‌سنگ‌های واکاموئرتا را با سنگ‌معدن نقره اشتباه گرفتند. بعدها با مشخص شدن نوع سنگ‌ها و قرار دادن آن‌ها در دسته شهاب‌سنگ‌های مزوسیدریت، نام واکاموئرتا برای آن‌ها انتخاب شد. واکاموئرتا در زبان اسپانیایی به معنای گاو مرده است.

شهاب سنگ «اسکوئل»‌ (Esquel) یکی دیگر از شهاب‌سنگ‌های معروف سنگی-آهنی و از نوع پالازیت است. این شهاب‌سنگ در نزدیکی اسکوئل، شهری در منطقه «پاتاگونیا» (Patagonia) در شمال‌غرب استان «چوبوت» (Chubut) در آرژانتین پیدا شد. زمانی که این شهاب‌‌سنگ برش و صیقل داده شود، کریستال‌های الیوین زردرنگی در آن مشاهده می‌شود. در سال ۱۹۵۱ میلادی، کشاورزی به هنگام حفر حفره‌ای در نزدیکی منطقه‌ای در اسکوئل، به طور اتفاقی این شهاب‌سنگ را کشف کرد. محل دقیق کشف این شهاب سنگ مشخص نیست. سال‌ها بعد شهاب‌سنگ اسکوئل فروخته شد و در سال ۱۹۹۲ میلادی کارشناسی به نام «رابرت هاگ» (Robert Haag) آن را به آمریکا منتقل کرد. شهاب‌سنگ اسکوئل، شهاب‌سنگی شناخته شده بین کلکسیونرها و جامعه علمی است و به عنوان یکی از زیباترین شهاب‌سنگ‌های کشف شده در جهان شناخته می‌شود.

شهاب سنگ سنگی

در بخش‌های قبل فهمیدیم شهاب سنگ چیست و در مورد شهاب‌سنگ‌های آهنی و سنگی-آهنی صحبت کردیم. شهاب سنگ آهنی از آهن و نیکل با درصد زیاد و عناصر دیگر با درصد بسیار کمتر، تشکیل شده‌ است. شهاب سنگ آهنی بخشی از هسته سیاره‌ها یا سیارک‌های بزرگ را تشکیل می‌داد. شهاب‌سنگ‌های سنگی-آهنی بخشی از پوسته اجرام در کمربند آسمانی را تشکیل می‌دادند. این شهاب‌سنگ‌ها از درصدهای یکسانی از فلز آهن-نیکل و کانی‌های سیلیکان تشکیل شده‌اند. شهاب‌سنگ‌های سنگی، گروه دیگری از شهاب‌سنگ‌ها و بیشتر شهاب‌سنگ‌های کشف شده از نوع شهاب‌سنگ‌های سنگی هستند. این شهاب‌سنگ به طور عمده از مواد معدنی سیلیکاتی تشکیل شده است. دو نوع شهاب‌سنگ سنگی وجود دارند:

1. «کندریت‌ها» (Chondrites): از قدیمی‌ترین مواد در منظومه‌شمسی هستند.
2. «اِکندریت‌ها» (Achondrites): بیشتر اِکندریت‌ها قطعه‌هایی از سیارک‌ها هستند که برخی از آن‌ها از مریخ و ماه آمده‌اند.

کندریت‌ها و اِکندریت‌ها با توجه به مواد تشکیل‌دهنده و ساختار آن‌ها، به زیرگروه‌های زیادی تقسیم می‌شوند. در ادامه، در مورد هر یک از این شهاب‌سنگ‌ها به اختصار توضیح می‌دهیم.

شهاب سنگ کندریت

کندریت‌ها نام خود را از «کندرول‌ها»‌(Chondrules) گرفته‌اند. کندرول‌ها ذراتی کروی شکل و غنی از سیلیکات هستند. این شهاب‌سنگ از قدیمی‌ترین مواد در منظومه‌شمسی، مانند مواد غنی از کلسیم و آلومینیوم تشکیل شده است. کندریت‌ها فراوان‌ترین نوع شهاب‌سنگ‌های سنگی و نخستین سنگ‌ها در منظومه‌شمسی هستند که هرگز ذوب نشده‌اند. عمر این شهاب‌سنگ‌ها به بیش از ۴٫۵ میلیارد سال قبل برمی‌گردد. کندریت‌ها به دلیل ذوب نشدن، اطلاعات بسیار ارزشمندی را در مورد چگونگی شکل‌گیری منظومه‌شمسی در اختیار ستاره‌شناسان قرار می‌دهند. برای یادگیری بیشتر در مورد کانی‌ها می‌توانید فیلم آموزش کانی شناسی فرادرس که لینک آن در ادامه آورده شده است را مشاهده کنید.

این شهاب‌سنگ‌ها ساختار شیمیایی بسیار ساده‌ای دارند، زیرا از زمان تشکیل، برهم‌کنش‌های شیمیایی بسیار کمی با دیگر اجرام آسمانی داشته‌اند. در حدود ۸۶ درصد از شهاب‌سنگ‌های کشف شده روی زمین، از نوع شهاب‌سنگ‌های کندریتی هستند.

کندریت‌ها براساس ساختار شیمیایی به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• کندریت‌های کربنی: کندریت‌های کربنی در گروه شهاب‌سنگ‌های سنگی کندریتی قرار می‌گیرند. این شهاب‌سنگ‌ها از ۸ گروه شناخته شده و گروه‌های شناخته نشده بسیاری تشکیل شده‌اند. در بارش‌های شهابی، شهاب‌سنگ‌های فراوانی مشاهده می‌شوند. اما تنها ۴/۶ درصد از آن‌ها از نوع شهاب‌سنگ‌های کندریتی کربنی هستند. این نوع شهاب‌سنگ‌ها از مقدار زیادی کربن (تا ۳ درصد) تشکیل شده‌اند. این کربن به شکل گرافیت، کربنات و مواد آلی شامل اسیدهای آمینه است. همچنین، کندریت‌های کربنی از آب و مواد معدنی تشکیل شده‌اند که به دلیل تاثیر آب روی آن‌ها، تغییر یافته‌اند.

  

  از آنجا که کندریت‌های کربنی در معرض دماهای بالا قرار نگرفته‌اند، به سختی با فرایندهای گرمایی تغییر می‌کنند. همچنین، نسبت Mg به Si نزدیک به مقدار خورشیدی، یعنی ۱٫۰۷، است.

• کندریت‌های معمولی: کندریت‌های معمولی یا کندریت‌‌های O گروه دیگری از شهاب‌سنگ‌های کندریتی هستند. این شهاب‌سنگ‌ها فراوان‌ترین شهاب‌سنگ‌های یافت شده روی زمین و در حدود ۸۷ درصد کل شهاب‌سنگ‌های کشف شده را تشکیل می‌دهند. از این‌رو، به این شهاب‌سنگ‌ها، شهاب‌سنگ‌های معمولی گفته می‌شود. بر طبق پژوهش‌های انجام شده، کندریت‌های معمولی از سه سیارک مادر می‌آیند و به سه زیرگروه H , L و LL تقسیم می‌شوند.

• «کندریت انستاتیت» (Enstatite chondrite): کندریت‌های انستاتیت یا کندریت‌های E بسیار کمیاب هستند و از ماده معدنی انستاتیت ($$MgSiO_3$$) تشکیل شده‌اند. تا سال ۲۰۲۴ میلادی در حدود ۲۰۰ نوع کندریت نوع E شناخته شده است. کندریت‌های نوع E در حدود ۲ درصد از کل کندریت‌های کشف شده روی زمین را تشکیل می‌‌دهند. این کندریت‌ها براساس مقدار آهنِ موجود در آن‌ها، به دو زیرگروه اسلی EH و EL تقسیم می‌شوند. بیشتر آهن موجود در این شهاب‌سنگ‌ها به جای اکسید، به شکل فلز یا سولفید است. توجه به این نکته مهم است که کندریت‌های نوع E، برخلاف کندریت‌های دیگر، تقریبا هیچ اکسید آهنی ندارند.

شهاب سنگ اِکندریت

اِکندریت به معنای بدون کندریت است. این شهاب‌سنگ‌ها نسبتا کوچک، اما بسیار متنوع هستند و انواع متفاوتی دارند. اِکندریت‌ها از شهاب‌سنگ‌هایی از سیارک‌ها، مریخ و ماه تشکیل شده‌اند و آذرین هستند.

چگونه شهاب‌سنگ‌ها را بشناسیم؟

تا اینجا می‌دانیم شهاب سنگ چیست و به چند دسته تقسیم می‌شود. در مطلب «برخورد شهاب سنگ به زمین — از علت تا نتیجه» از مجله فرادرس، در مورد برخورد شهاب سنگ به زمین صحبت کردیم. در این مطلب، در مورد شهاب‌سنگ‌ها، انواع و مهم‌ترین ویژگی‌های آن‌ها صحبت می‌کنیم. برای آشنایی با مفهوم شهاب سنگ به صورت بنیادی و چگونگی برخورد آن به زمین می‌توانید از فیلم آموزشی فرادرس در رابطه با علوم پایه ششم استفاده کنید:

• فیلم آموزش علوم تجربی پایه ششم فرادرس

برای آشنایی بهتر با شهاب‌سنگ‌ها و منشأ شکل‌گیری آن‌ها باید با نجوم مقدماتی و مفاهیم کیهان‌شناسی آشنا باشیم. از این‌رو،‌ تماشای فیلم‌های آموزشی، مانند فیلم‌های آموزشی فرادرس در مورد نجوم، می‌تواند به شما برای رسیدن به این نقطه کمک فراوانی کند.

• فیلم آموزش رصد آسمان و نجوم رصدی فراردس
• فیلم آموزش مقدماتی نجوم - نجوم باستان تا کیهان شناسی فرادرس
• فیلم آموزش مقدماتی کیهان شناسی و نجوم فرادرس

همان‌طور که در بخش انواع شهاب‌سنگ‌ها خواندید، برای شناخت شهاب‌سنگ‌‌ها و ویژگی‌ها آن‌ها باید کمی زمین‌شناسی بدانید و با انواع کانی‌ها آشنا باشید. از این‌رو، تماشای فیلم آموزشی فرادرس در رابطه با کانی‌شناسی می‌تواند کمک بزرگی به شما بکند.

• فیلم آموزش کانی شناسی فرادرس 

تا اینجا می‌دانیم انواع شهاب سنگ چیست. همان‌طور که در مطالب بالا اشاره شد، شهاب‌سنگ‌ها به سه گروه اصلی، شهاب‌سنگی‌های آهنی، سنگی-آهنی و سنگی تقسیم می‌شوند. نوعی از شهاب‌سنگ‌های سنگی به نام شهاب‌سنگ‌های اکندریت، ممکن است در مریخ و ماه تشکیل شده باشند. در ادامه، در مورد این دو نوع شهاب سنگ به نام شهاب‌سنگ‌های مریخی و ماه صحبت می‌کنیم.

شهاب سنگ مریخی چیست؟

در بخش‌های قبل فهمیدیم انواع شهاب سنگ چیست و چه انواعی دارد. شهاب سنگ سنگی نوعی از انواع شهاب سنگ و شهاب سنگ مریخی یکی از انواع شهاب‌سنگ‌های سنگی است. در ماه آگوست (مرداد) سال ۱۸۶۵ میلادی، سنگی ۴٫۵ کیلوگرمی از فضا به زمین فرود آمد. برخورد این سنگ با سطح زمین با صدای بلندی همراه بود. پژوهش‌های زیادی برای یافتن منشأ این سنگ انجام شد. سرانجام، یک قرن پس از سقوط این شهاب‌سنگ به نام «شرگوتی»‌(Shergotty)، منشأ آن کشف شد، همسایه زمین، مریخ.

تا قبل از آن‌که انسان بتواند نمونه‌هایی را از سطح مریخ به زمین بیاورد، شهاب‌سنگ‌هایی مانند شهاب‌سنگ‌های شرگوتی، تنها نمونه‌های موجود روی زمین بودند. سوالی که ممکن است مطرح شود آن است که این شهاب‌سنگ‌ها چگونه از مریخ به زمین رسیده‌اند. این سنگ‌ها برای رسیدن به زمین، ابتدا باید بتوانند از سطح مریخ جدا شوند. هر سنگ برای آن‌که بتواند از سطح مریخ جدا شود، باید بتواند بر نیروی جاذبه آن غلبه کند.

شهاب‌سنگ‌های مریخی، سنگ‌هایی هستند که از سطح مریخ به بیرون پرتاب شدند. چگونه؟ به احتمال خیلی زیاد، این سنگ‌ها پس از برخورد جسمی بزرگ با مریخ، از سطح سیاره جدا و به بیرون پرتاب شده‌اند. این برخورد با دما و فشار بسیار بالایی همراه بوده است. سنگ‌های جدا شده از سطح مریخ توانستند با تحمل فشار و دماهای بالا، از سطح مریخ جدا و به فضا پرتاب شوند. برخی از آن‌ها در سفر خود در فضای بی‌انتها، به سطح زمین رسیدند. پژوهشگران زیادی تلاش کرده‌اند تا نوع برخورد به مریخ و خروج سنگ‌های متعدد از سطح آن را، شبیه‌سازی کنند. در اردیبهشت سال ۱۴۰۲ شمسی، گروهی از پژوهشگران در مرکز تحقیقاتی Caltech آزمایش‌هایی را به منظور شبیه‌سازی فشار وارد شده بر سنگ‌های مریخی انجام دادند.

بر طبق نتایج به‌دست آمده، مقدار فشار موردنیاز برای جدا شدن سنگی از سطح مریخ، کمتر از مقدار فشارِ به‌دست آمده توسط نتایج قبلی است. شهاب‌سنگ‌های مختلفی طی سال‌های طولانی روی زمین کشف شده‌اند، اما منشأ آن‌ها تا سال‌ها ناشناخته بود. همان‌طور که در ابتدای این بخش اشاره کردیم، منشأ شهاب‌سنگ شرگوتی ۱۰۰ سال پس از کشف آن، مشخص شد. در دهه هفتاد میلادی و پس از کشف ترکیب جوی مریخ، گروهی از پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که مریخ، منشأ شهاب‌سنگ‌های شرگوتی است. یعدها، مطابقت گازهای موجود در جو مریخ با گازهای محبوس شده در شهاب‌سنگ‌های شرگوتی، این موضوع را تایید کرد.

یکی از ترکیب‌های اصلی سنگ‌های مریخی، کریستالی به نام «پلاژیوکلازها» (Plagioclase)‌ نام دارد. پلاژیوکلازها تحت فشار بالا، مانند برخورد سنگین به سطح مریخ، به ماده‌ای شیشه‌ای به نام «مسکِلینیت»‌ (Maskelynite) تبدیل می‌شوند. با یافتن این ماده در سنگ، به راحتی می‌توان انواع فشارهای وارد شده بر نمونه را به‌دست آورد. در چند سال گذشته، شهاب‌سنگ‌های مریخی کشف شده، مخلوطی از ترکیب‌های پلاژیوکلازی و مسکِلینیتی دارند. در آزمایش‌های انجام شده توسط گروه پژوهشی Caltech، سنگ‌های حاوی پلاژیوکلاز تحت برخوردهای متعدد قرار گرفتند و تغییر شکل آن‌ها تحت فشار، بررسی شد.

این گروه برای انجام این آزمایش، از تفنگی قدرتمند برای پرتاب اجسامی با سرعتی در حدود ۵ برابر سرعت صوت به سمت سنگ‌های آزمایشی استفاده کردند. فشار وارد شده بر این سنگ‌ها مشابه فشار وارد شده بر سنگ‌های جدا شده از مریخ پس از برخوردِ سهمگین بود. براساس نتایج به‌دست آمده قبل از انجام این آزمایش، پلاژیوکلاز در فشاری برابر ۳۰ گیگاپاسکال به مسکِلینیت تبدیل می‌شد. این فشار، حدود ۳۰۰ هزار برابر فشار جو روی زمین و در سطح دریا است. اما در این آزمایش،‌ پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که تبدیل پلاژیوکلاز به مسکِلینیت در فشاری کمتر، در حدود ۲۰ گیگاپاسکال، رخ می‌دهد. 

شهاب سنگ ماه چیست؟

شهاب‌سنگ‌های ماه، شهاب‌سنگ‌هایی هستند که از ماه می‌آیند. به بیان دیگر، این شهاب‌سنگ‌ها،‌ سنگ‌هایی هستند که در اثر برخورد سیارک‌ها یا اجرام آسمانی دیگر، از ماه جدا شده‌اند و در مسیر حرکت خود در فضا به سطح زمین رسیده‌اند. ماه، قمر زمین، هیچ جو یا اتمسفری به دور خود ندارد. بنابراین، شهاب‌واره‌ها یا اجرام آسمانی دیگر با سرعتی بسیار بالا، در حدود ۱۲ تا ۴۰ کیلومتر بر ثانیه، به راحتی و روزانه به سطح ماه برخورد می‌کنند. سرعت فرارِ متوسط از سطح ماه، برابر ۲/۳۸ کیلومتر بر ثانیه است. این سرعت، تنها چند برابر سرعت خروج گلوله از دهانه تفنگ، ۰٫۷ تا ۱٫۰ کیلومتر بر ثانیه، است.

بنابراین، سرعتِ هر سنگی روی سطح ماه اگر پس از برخورد شهاب‌واره‌ها به سطح ماه بتواند به سرعت فرار یا بزرگ‌تر از آن برسد، به راحتی می‌توانند بر نیروی جاذبه غلبه و به فضا پرتاب شود. بیشتر سنگ‌های خارج شده از ماه توسط نیروی جاذبه زمین یا ماه، جذب می‌شوند.

چگونه می توان شهاب سنگ را تشخیص داد؟

تا اینجا فهمیدیم شهاب سنگ چیست و چه انواعی دارد. اما سوال اصلی که باید به آن پاسخ دهیم آن است که چگونه می‌توان شهاب سنگ را از سنگ معمولی تشخیص داد. به این نکته توجه داشته باشید که تعداد شهاب‌سنگ‌ها روی زمین بسیار کم است. فرض کنید چهار سنگ تقریبا هم‌اندازه به صورت نشان داده شده در تصویر زیر داریم. یکی از سنگ‌ها، شهاب سنگ و سه سنگ دیگر، سنگ‌های معمولی روی زمین هستند. در آزمایش اول، هر یک از سنگ‌ها را به ترتیب از روی میز بردارید. آیا سنگ‌ها نسبت به اندازه کوچک‌شان، سنگین هستند؟ اگر سنگی به نسبت اندازه‌اش، سنگین‌تر از بقیه سنگ‌ها بود، به احتمال بسیار زیاد، شهاب سنگ است. یکی از سنگ‌ها در این آزمایش رد می‌شود.

در آزمایش دوم، از آهن‌ربای کوچکی استفاده می‌کنیم و آن‌ها را روی هر یک از سنگ‌ها قرار می‌دهیم. آهن‌ربا به راحتی می‌تواند به شهاب‌سنگ بچسبد. سنگ دیگری نیز در آزمایش دوم رد می‌شود. اکنون دو سنگ داریم.

در سومین آزمایش، سنگ‌ها را برمی‌داریم و از نزدیک به آن‌ها نگاه می‌کنیم. آیا حباب یا حفره‌هایی در ساختار آن‌ها وجود دارند؟ آیا پوسته سنگ مشابه پوسته تخم‌مرغ به همراه خط‌هایی روی آن است؟ و به این صورت می‌توان شهاب‌سنگ را با انجام سه آزمایش تشخیص داد.

بنابراین، برای تشخیص شهاب‌سنگ‌ها باید به سه نکته توجه داشته باشیم:

• سطح خارجی شهاب‌سنگ به هنگام عبور از جو زمین و قبل از برخورد به سطح آن، به دلیل گرمای ایجاد شده توسط اصطکاک، پخته می‌شود. در واقع، گرمای ناشی از اصطکاک، لایه بیرونی شهاب‌سنگ را ذوب و پوسته‌ای تیره روی آن ایجاد می‌کند که به آن «پوسته همجوشی» (Fusion Crust) گفته می‌شود. این لایه با بخش داخلی شهاب‌سنگ تفاوت بسیاری دارد. بنابراین، یکی از راه‌های تشخیص شهاب‌سنگ، وجود لایه همجوشی است.

• بسیاری از شهاب‌سنگ‌ها مغناطیسی هستند. بنابراین، با استفاده از آهن‌ربایی کوچک و ساده به راحتی می‌توان این ویژگی را امتحان کرد. اما به این نکته توجه داشته باشید که تمام شهاب‌سنگ‌ها، مانند شهاب‌سنگ‌های ماه، آهن‌ربا را به سمت خود جذب نمی‌کنند. تنها شهاب‌سنگ‌های غنی از آهن، مانند شهاب‌سنگ‌های آهنی و سنگی-آهنی، می‌توانند آهن‌ربا را به سمت خود جذب کنند. همچنین، برخی مواد معدنی روی زمین، مانند مگنتیت و هماتیت، مغناطیسی هستند.

• برای آن‌که بدانیم آیا سنگ مغناطیسی شهاب‌سنگ است یا خیر، می‌توانیم آزمایش ساده‌ای انجام دهیم. لیوان یا بشقابی سرامیکی برمی‌داریم و آن را تمیز می‌کنیم. سپس، سنگ مغناطیسی را به آرامی به کف لیوان یا بشقاب سرامیکی می‌کشیم، به‌گونه‌ای که خط کوچکی ایجاد شود. سنگ‌های مغناطیسی زمینی مانند هماتیت یا مگنتیت، خطی به رنگ قرمز-قهوه‌ای یا سیاه روی سرامیک به جا می‌گذارند. اما شهاب‌سنگ‌ها تقریبا هیچ علامتی جر خط ایجاد شده به جا نخواهند گذاشت.

• «رگماگلیپت‌ها» (Regmaglypts)، معروف به اثر انگشت، فرورفتگی‌های بیضی شکلی به اندازه بادام زمینی هستند که روی سطح بسیاری از شهاب‌سنگ‌ها یافت می‌شوند. این فرورفتگی‌ها مشابه آثاری هستند که مجسمه‌ساز ممکن است با انگشتان خود روی تکه‌ای گل رس مرطوب ایجاد کند. رگماگلیپت‌ها در اثر ذوب شدن لایه بیرونی شهاب‌سنگ به هنگام حرکت در جو زمین ایجاد می‌شوند و یکی دیگر از ویژگی‌های منحصربه‌فرد شهاب‌سنگ‌ها هستند.

توجه به این نکته مهم است که این آزمایش‌های ساده برای تشخیص شهاب‌سنگ در خانه است. اما در حالت کلی برای تشخیص شهاب‌سنگ‌ها از آزمایش‌های بسیار پیشرفته‌ای استفاده می‌کنند. نیکل عنصری کمیاب روی زمین است، اما در بیشتر مواقع در شهاب‌سنگ‌ها یافت می‌شود. اگر سنگی پس از انجام آزمایش‌های بالا، شهاب‌سنگ تشخیص داده شد، برای اطمینان می‌توان آزمایش نیکل را روی آن انجام داد. با استفاده از دستگاه‌هایی در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی مواد می‌توان این کار را انجام داد.

بارش شهابی چیست؟

اکنون می‌دانیم شهاب سنگ چیست و به چند دسته تقسیم می‌شود. بارش شهابی یکی دیگر از پدیده‌های نجومی زیبا است که در مکان مناسب و بسیار تاریک می‌توان مشاهده کرد. بارش‌های شهابی هنگامی رخ می‌دهند که تکه‌های غبار (شهاب‌واره) از سیارک‌ها یا دنباله‌دارها با سرعت بسیار بالایی وارد جو زمین می‌شوند. این تکه‌های جدا شده از سیارک‌ها یا دنباله‌دارها، به هنگام حرکت در جو زمین، با ذرات هوا برخورد می‌کنند. این برخورد با اصطکاک بالایی همراه است و گرمای بسیاری زیادی تولید می‌کند. گرمای تولید شده سبب تبخیر بیشتر شهاب‌ها می‌‌شود. در نتیجه، خط‌های درخشان نورانی یا ستاره‌های دنباله‌دار در آسمان شب دیده خواهند شد.

گردوغبار و ذرات به طور پیوسته و از تمام جهت‌ها زمین را مورد هدف قرار می‌دهند و با جو آن برخورد می‌کنند. هر شب معمولاً چندین شهاب در هر ساعت دیده می‌شوند. هنگامی‌که در آسمان شهاب‌سنگ‌های زیادی وجود داشته باشد، بارش شهابی در حال رخ‌دادن است. برخی از بارش‌های شهابی سالانه یا در فواصل زمانی معین هنگام عبور زمین از کنار بقایای گردوغبار باقی‌مانده توسط یک دنباله‌دار (یا در مواردی سیارک) رخ می‌دهد. به طور معمول، بارش‌های شهابی نام خود را از ستاره یا صورت فلکی می‌گیرند که نزدیک به محل وقوع آن‌ها قرار دارد. مشهورترین بارش شهابی دوره‌ای بارش شهابی «برساوشی» (Perseids) است که هر ساله حدوداً ۱۲ آگوست (۲۲ مرداد) به اوج خود می‌رسد.

هر شهاب سنگ قطعه کوچکی از دنباله‌دار Swift-Tuttle است که هر ۱۳۵ سال زمینی یک چرخش کامل حول خورشید انجام می‌دهد. از دیگر بارش‌های شهابی معروف می‌توان به لئونیدها که به دنباله‌دار Tempel-Tuttle مرتبط است اشاره کرد. اکثر دنباله‌دارها بقایایی به بزرگی دانه شن تا نخود‌فرنگی دارند و قبل از رسیدن به زمین در جو می‌سوزند. گاهی اوقات گرد و غبار حاصل از شهاب‌ها توسط هواپیماهایی که می‌توانند در ارتفاع زیاد پرواز کنند جمع‌آوری شده و در آزمایشگاه‌های ناسا مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.

برخورد شهاب سنگ به زمین چگونه است؟

برخورد شهاب‌سنگ به زمین هنگامی رخ می‌دهد که جسمی یخی، سنگی و فلزی (به طور معمول فلز آهن) که به دور خورشید می‌چرخد، پس از عبور از جو زمین به سطح آن برخورد کند. برخوردهای بزرگ‌تر چاله‌هایی با دهانه بزرگ روی سطح زمین ایجاد می‌کنند. هر چه برخورد انجام شده در سطح وسیع‌تری انجام شود، تغییرات زیادی در جو رخ می‌دهند. شهاب‌سنگ‌ها اطلاعات و سرنخ‌های زیادی در مورد ترکیب، سن و تاریخچه منظومه شمسی به ستاره‌شناسان می‌دهند. تعداد زیادی از شهاب‌سنگ‌ها، کوچک و از نظر اندازه قابل مقایسه با سنگ‌ریزه‌های روی زمین هستند. بنابراین، اثر بسیار کمی روی جو زمین دارند.

برخورد شهاب‌‌سنگ‌‌های بزرگ، بسیار نادر است، اما فرضیه‌ای بسیار قوی در مورد برخورد شهاب‌‌سنگ بسیار بزرگی به زمین وجود دارد. بر طبق این فرضیه، در حدود ۶۶ میلیون سال قبل در نقطه‌ای بر روی زمین به نام «یوکاتان پنینسولا» (Yucatan Peninsula) در مکزیک، شهاب سنگ بسیار بزرگی برخورد کرد. این برخورد منجر به نابودی و انقراض بسیاری از گونه‌های گیاهی و جانوری مانند دایناسورها (به‌ جز اجداد پرندگان زنده) شد. هنگامی‌که جسم بزرگی به سطح زمین برخورد می‌کند، سنگ‌های محل برخورد تغییر شکل می‌دهد و قسمتی از آن‌ها به جو زمین پرتاب می‌شوند.

برخورد شهاب‌سنگ به زمین منجر به فرورفتگی کاسه‌ای شکل با لبه برجسته خواهد شد که به آن دهانه برخوردی گفته می‌شود. اندازه دهانه ایجاد شده به عامل‌هایی مانند اندازه، سرعت شهاب سنگ و زاویه برخورد آن با سطح زمین، بستگی دارد. احتمال برخورد شهاب‌سنگ‌های بزرگ به زمین بسیار کم است، اما شهاب‌سنگ‌‌هایی با اندازه‌های بسیار کوچک‌تر با احتمال زیادی به زمین برخورد می‌کنند و به طور تقریب این شهاب‌سنگ‌ها هر سال به سطح زمین برخورد می‌کنند. بیشتر این برخوردها غیر قابل‌پیش‌بینی هستند و بدون توجه از کنار آن‌ها رد می‌شویم.

به منظور درک بهتر برخوردهای شهاب‌سنگ‌ها به زمین، باید بدانیم که این تکه‌های سنگ از کجا می‌آیند. همان‌طور که در مطالب بالا اشاره شد، شهاب‌سنگ‌ها بقایای دنباله‌دارها یا سیارک‌هایی هستند که در خارج از جو زمین سرگردان هستند. اما هنگامی که این اجسام وارد جو زمین می‌شوند، به عنوان شهاب سنگ در نظر گرفته می‌شوند. بیشتر (بین ۹۰ تا ۹۵ درصد) این شهاب‌سنگ‌ها به طور کامل در جو زمین می‌سوزند. این سوختن به صورت خط روشنی در آسمان شب دیده می‌شوند. اما ممکن است شهاب‌سنگ‌ها به سلامت از جو زمین عبور کنند و در نقطه‌ای دلخواه به زمین برخورد کنند.

گاهی سرعت حرکت شهاب‌سنگ‌ها به ۲۱۲۴۳۳ کیلومتر بر ساعت می‌رسد. در نتیجه، در چنین سرعت بالایی شانس عبور از جو زمین و برخورد به آن بسیار کاهش خواهد یافت. در بیشتر موارد، شهاب‌سنگ‌های کوچک در ارتفاعی برابر ۸۰ کیلومتر از سطح زمین، تبخیر می‌شوند.

پرسش‌ های جالب در مورد شهاب سنگ چیست؟

پرسش‌های زیادی در مورد شهاب‌سنگ‌ها، انواع آن‌ها و برخورد آن‌ها به سطح زمین وجود دارند. در ادامه، تعدادی از مهم‌ترین پرسش‌های پاسخ داده شده در این زمینه را مطرح می‌کنیم.

آیا شهاب‌ سنگ‌ ها می‌توانند مغناطیسی باشند؟

بله، بیشتر شهاب‌سنگ‌ها از درصد زیادی آهن تشکیل شده‌اند. فلز آهن با قرار گرفتن در میدان مغناطیسی می‌تواند همانند آهن‌ربا عمل و براده‌های آهن را جذب کند.

آیا شهاب‌ سنگ‌ ها رادیواکتیو و پرتوزا هستند؟

بیشتر شهاب‌سنگ‌ها پرتوزا نیستند. گرچه مقدار بسیار کمی عناصر رادیواکتیو در شهاب‌سنگ‌ها وجود دارند، اما طول عمر و مقدار آن‌ها در شهاب‌سنگ به اندازه‌ای کم است که به طور عملی نمی‌توان شهاب‌سنگ را ماده‌ای پرتوزا در نظر گرفت.

آیا شهاب‌ سنگ‌ ها به هنگام برخورد به زمین مشتعل هستند؟

شهاب‌سنگ پس از ورود به جو زمین، با برخورد به مولکول‌های هوا و ایجاد اصطکاک، گرم و در اثر این گرما، سطح آن‌ ذوب و گداخته می‌شود. اما نباید فراموش کنیم که مدت زمانی که شهاب‌سنگ در اتمسفر زمین باقی می‌ماند به اندازه‌ای کوتاه است که شهاب‌سنگ نمی‌تواند به طور کامل گرم شود. به بیان دیگر، گرمای ایجاد شده پس از برخورد با مولکول‌های زمان کافی ندار تا به طور یکنواخت در سراسر شهاب سنگ پخش شود. در نتیجه، شهاب‌سنگ پس از برخورد به سطح زمین، به اندازه کافی گرم نیست تا اجسام اطراف خود را شعله‌ور کند.

بارش شهابی چه هنگامی رخ می دهد؟

بارش شهابی هنگامی رخ می‌دهد که زمین از میان دنباله‌ای از ذرات باقی‌مانده از ستاره دنباله‌دار یا سیارک، عبور کند. به طور تقریبی هر سال ۳۰ بارش شهابی قابل‌مشاهده رخ می‌دهد.

جمع‌بندی

در این مطلب از مجله فرادرس، ابتدا به پرسش شهاب سنگ چیست به زبان ساده پاسخ دادیم. اگر شهاب‌واره آتشین بتواند با موفقیت از جو زمین عبور و به سطح آن برخورد کند، به آن شهاب سنگ گفته می‌شود. در اداکه فهمیدیم نحوه تشکیل شهاب سنگ چیست. پس از تعریف شهاب‌سنگ، با انواع شهاب سنگ آشنا شدیم. شهاب‌سنگ‌ها در حالت کلی به سه گروه شهاب‌سنگ‌های آهنی،‌ سنگی-آهنی و سنگی تقسیم می‌شوند. در پایان، در مورد روش‌های مرسوم برای تشخیص شهاب‌سنگ آشنا شدیم.