شهاب سنگ چیست و چگونه به سطح زمین می رسد؟

شهاب سنگ قطعه ای از سنگ یا آهن است که از فضا به زمین می رسد.

معمولاً یک شهاب سنگ یا سیارک هنگام  عبور از جو زمین  اگر جان سالم به در ببرند به سطح زمین می رسند. اعتقاد بر این است که این سنگ های فضایی  از کمربند سیارکی بین سیارات مریخ و مشتری سرچشمه می گیرند. اندازه یک شهاب سنگ ممکن است از کمتر از یک گرم تا بیش از ۶۰ تن باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر راجع به این سنگ های فضایی در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.

هنگامی که مسیر این سنگ های فضایی با مدار زمین تلاقی می کند با سرعت زیاد وارد جو می شوند و باعث پدیده های درخشان می شوند که ما آن را شهاب سنگ یا ستاره دنباله دار می نامیم. البته نباید آنها را با بارش شهابی اشتباه گرفت زیرا بارش های شهابی وقتی اتفاق می افتند که زمین در حال عبور از مدار ستاره های دنباله دار است.

چه تفاوتی بین شهاب سنگ و سیارک وجود دارد؟

یک سیارک جسمی نسبتاً کوچک است که دنباله دار نیست و معمولاً سنگی یا فلزی ، متشکل از خاک و یخ است. سیارک های کوچک را شهاب سنگ می نامند. هنگامی که یک سیارک یا شهاب سنگ وارد جو می شود می سوزد و نور تولید می کنند که به آنها شهاب می گویند.

حقایقی جالب در مورد شهاب سنگ

به یک شهاب بسیار درخشان گلوله آتشین گفته می شود و اگر همراه با  دود و انفجار باشد (که اغلب شهاب سنگ تولید می کند) ممکن است بولید نامیده شود. این رویدادها می توانند  یک نیروی عظیم طبیعی تولید کنند. موج شوک صوتی شهاب اخیر روسیه و موج شوک در ۱۵ فوریه ۲۰۱۳ باعث خسارت و آسیب دیدگی قابل توجهی در مردم شد.

گاهی اوقات نیروی موجود در این اجرام فضایی آنقدر زیاد است که باعث تکه تکه شدن آنها شده و در نتیجه چند تا هزاران قطعه جداگانه ایجاد می کند. با عبور شهاب  از جو ذوب شدن و بخار شدن ، مواد را از سطح آن خارج کرده و به نوعی یک فرسایش رخ می دهد. این فرسایش همچنین می تواند رگماگلیف هایی تولید کند که علائم پروازی هستند که در طی عبور شهاب  از جو ایجاد می شوند و اغلب مانند اثر انگشتی هستند که به سطح فشار داده می شوند.

ذوب شدن سطح خارجی شهاب ناشی از گرم شدن به دلیل سرعت زیاد آن در جو زمین است که باعث ایجاد پوسته همجوشی در نمای خارجی شهاب سنگ ها می شود. این عوامل در شناسایی شهاب سنگ به ما کمک می کنند زیرا ویژگی های خارجی سنگ های فضایی با سنگ های زمین متفاوت است. شهاب  هنگامی شکل می گیرد که طی عبور از جو در یک جهت پایدار حرکت کند.

شیمی شهاب سنگ

در مارس ۲۰۱۵ ، دانشمندان ناسا گزارش دادند که ترکیبات آلی پیچیده موجود در DNA و RNA ، از جمله اوراسیل ، سیتوزین و تیمین با استفاده از مواد شیمیایی اولیه ، مانند پیریمیدین  که در شهاب سنگ ها یافت می شود ، در آزمایشگاه تحت شرایط فضای خارجی تشکیل شده اند. به گفته دانشمندان ، پیریمیدین و هیدروکربن های معطر چند حلقه ای (PAH) ممکن است در غول های قرمز یا در گرد و غبار و ابرهای میان ستاره ای تشکیل شده باشند.

در ژانویه ۲۰۱۸ ، محققان دریافتند که شهاب سنگ های ۴.۵ میلیارد ساله کشف شده در زمین حاوی آب مایع همراه با مواد آلی پیچیده پری بیوتیک هستند که ممکن است مواد تشکیل دهنده زندگی باشد.

در نوامبر ۲۰۱۹  دانشمندان گزارش کردند که مولکول های قند از جمله ریبوز برای اولین بار در این سنگ های فضایی کشف شده است که نشان می دهد فرآیندهای شیمیایی موجود در سیارک ها می توانند برخی از ترکیبات آلی اساسی برای زندگی را تولید کنند و از مفهوم جهان RNA قبل از منشا مبتنی بر DNA پشتیبانی می کنند.

شهاب سنگ ها در طول تاریخ

سقوط شهاب  ممکن است منشأ پرستش مذهبی باشد. یک فرقه در معبد آرتمیس در افسس ، یکی از عجایب هفتگانه جهان باستان ، احتمالاً با مشاهده و بازیابی شهاب سنگی آغاز شده است که توسط معاصران درک شده بود که از مشتری ، خدای اصلی روم به زمین افتاده است.

گزارش ها حاکی از آن است که این سنگ مقدس که در معبد قرار دارد احتمالاً یک سنگ فضایی است. سنگ سیاهی که در دیواره کعبه قرار دارد نیز احتمالا یک شهاب سنگ است اما شواهد اندکی در این باره موجود است. اگرچه استفاده از فلز موجود در این سنگ های فضایی در افسانه های بسیاری از کشورها و فرهنگ ها ثبت شده است  اما اسناد علمی فقط در چند قرن اخیر آغاز شده است.

قدیمی ترین مصنوعات شناخته شده در این رابطه ۹ دانه کوچک ساخته شده از آهن شهاب است که در شمال مصر پیدا شده اند و مربوط به ۳۲۰۰ سال قبل از میلاد است. مردم بومی معمولاً شهاب سنگ های آهن – نیکل را به عنوان منبع فلز آهن استفاده می کردند.

دو مورد از قدیمی ترین سقوط های شهاب  ثبت شده در اروپا ، شهاب سنگ های Elbogen (1400) و Ensisheim (1492) هستند. ارنست فلورانس چلادنی ، فیزیکدان آلمانی ، اولین کسی بود که (در سال ۱۷۹۴) این ایده را منتشر کرد که شهاب ها ممکن است سنگ هایی باشند که نه از زمین بلکه از فضا نشات گرفته اند.

جامعه علمی آن زمان با مقاومت و تمسخر به این ایده پاسخ دادند و نزدیک به ده سال طول کشید تا پذیرش عمومی منشأ سنگ های فضایی با کار دانشمند فرانسوی ژان باتیست بیوت و شیمیدان انگلیسی ، ادوارد هوارد حاصل شد.

یكی از نظریه های اصلی در مورد علت انقراض كرتاسه – پالئوژن كه شامل دایناسورها نیز می شود ، برخورد شهاب  است. دهانه Chicxulub به عنوان محل این حادثه مشخص شده است. بحث های علمی پر جنب و جوشی در مورد اینکه آیا سایر انقراض های مهم ، از جمله در اواخر دوره پرمین و تریاس نیز ممکن است در نتیجه حوادث بزرگ مانند برخورد شهاب  بوده است ، وجود دارد، اما شواهد برای انقراض کرتاسه بسیار قانع کننده تر است .

دسته بندی انواع شهاب سنگ

شهاب ها به طور سنتی به سه دسته گسترده تقسیم می شوند: شهاب سنگ های سنگی که به طور عمده از مواد معدنی سیلیکات تشکیل شده اند. شهاب سنگ های آهنی که عمدتا از فلز آهن – نیکل تشکیل شده اند و شهاب سنگ های سنگی – آهنی که حاوی مقادیر زیادی از مواد فلزی و سنگی هستند. طرح های طبقه بندی مدرن ، این سنگ های فضایی را با توجه به ساختار ، ترکیب شیمیایی ، ایزوتوپی و کانی شناسی به گروه های متعدد تقسیم می کنند. شهاب های کوچکتر از ۲ میلی متر در ردیف میکرو شهاب سنگ ها طبقه بندی می شوند. شهاب سنگ های فرازمینی  نیز در ماه و مریخ پیدا شده اند.

شهاب سنگ های آهنی

تصور می شود بیشتر شهاب های آهنی هسته سیارک هایی هستند که در اوایل تاریخ خود ذوب شده اند. آنها عمدتا از فلز آهن و نیکل با مقادیر کمی مواد معدنی سولفید و کاربید تشکیل شده اند. طی فروپاشی عناصر رادیواکتیو در اوایل تاریخ منظومه شمسی ، بسیاری از سیارک ها ذوب شده و آهن موجود در آنها ، متراکم شده ، به مرکز فرو رفته و یک هسته فلزی را تشکیل داد.

گاهی اوقات آنها دارای هسته ای آهنی و لایه های متحدالمرکز هستند ، که توسط یک گوشته و پوسته سیلیکات احاطه شده اند.

این نوع ساختار بسیار شبیه به سیارات زمینی (عطارد ، زهره ، مریخ و زمین) است که هسته های فلزی نیز دارند. شهاب های آهنی می توانند در مورد چگونگی تشکیل هسته های فلزی سیارات چیزهای زیادی به ما بگویند.

شهاب سنگ های سنگی – آهنی

سنگ های فضایی سنگی تقریباً از قطعات مساوی فلزات آهن – نیکل و سیلیکات و سنگ های قیمتی گرانبها و نیمه قیمتی تشکیل شده اند. آنها زیباترین شهاب سنگ ها به حساب می آیند. دو نوع مختلف شهاب آهنی- سنگی وجود دارد: پالازیت و مزوزیدریت.

پالازیت ها حاوی بلورهای بزرگ و زیبای سبز زیتونی هستند – نوعی سیلیکات آهن منیزیم به نام الیوین که گاهی اوقات اولیوین به صورت یک بلور منفرد نیست بلکه به صورت خوشه ای یا رگه ای است. تصور می شود پالازیت ها نمونه هایی از مرزهای بین یک هسته فلزی و گوشته غنی از الیوین سیلیکات در اطراف آن هستند. اگر اینگونه باشد  آنها می توانند چیزهای زیادی در مورد شکل گیری زمین و سایر سیارات زمینی به ما بگویند.

مزوزیدریت ها تقریباً به اندازه یک سانتی متر هستند و حاوی ترکیبی از سیلیکات آذرین (جامد) و کلاستیک های فلزی هستند (سنگ هایی که از قطعات سنگ های قدیمی ساخته شده اند). مزوزیدریت ها هنگامی تشکیل می شوند که بقایای برخورد دو سیارک با هم مخلوط شوند. در هنگام سقوط ، فلز مذاب با قطعات جامد سنگ های سیلیکات مخلوط می شود. بنابراین مزوسیدریت ها هم می توانند تاریخچه هر دو شهاب سنگ را ثبت کنند و هم می توانند تصویری از شرایط مورد نیاز ذوب سیارک ها و تشکیل هسته های آهنی را نشان دهند.

شهاب سنگ های سنگی

شهاب های سنگی بیشتر از سیلیکات تشکیل شده است. دو نوع اصلی شهاب سنگی وجود دارد: کندریت ها (برخی از قدیمی ترین مواد در منظومه شمسی) و آکندریت ها (از جمله شهاب سنگ های سیارک ها ، مریخ و ماه. هم کندریت ها و هم آکوندریت ها بر اساس ترکیبات ، ساختارها و مواد معدنی موجود در خود زیر گروه های زیادی دارند.

شهاب سنگ ها از کجا آمده اند؟

همانطور که گفتیم بیشتر آنها از کمربند سیارکی بین مدار مریخ و مشتری می آیند. اندازه آنها از تقریباً ۱۰۰۰ کیلومتر تا ذرات میکروسکوپی گرد و غبار است. برخورد با این کمربند می تواند اجسام را به سمت زمین هدایت کند.

همچنین گرمای خورشید می تواند با گرم شدن بیشتر یک طرف سیارک ها، سنگ های کوچکتر را از جای خود خارج کند که در نتیجه یک فشار تدریجی به نام اثر یارکوفسکی ایجاد می شود. این مسئله می تواند طی میلیون ها سال جمع شود و سرعت قابل توجهی به سیارک ها بدهد.

سیارک های بزرگتر که به ماه یا مریخ برخورد می کنند نیز می توانند ترکش هایی به سمت ما ارسال کنند. البته تاکنون هیچ شهاب سنگی از سمت عطارد یا ناهید تأیید نشده است ، زیرا آنها برای رسیدن به ما مجبور به مقابله با نیروی جاذبه خورشید هستند.

شهاب سنگ ها چند وقت یکبار به زمین برخورد می کنند؟

صخره های کوچک تقریباً هر روز وارد جو زمین می شوند ، اما بدون هیچ اثری می سوزند. اجسام بزرگتر نادر هستند. ناسا می گوید هر سال جسمی به اندازه اتومبیل باید به زمین برخورد کند. انتظار می رود سیارک های بزرگ هر ۲۰۰۰ سال یک بار به زمین برخورد کنند. خسارت آورترین حمله شهاب سنگ در چند وقت اخیر واقعه تونگوسکا بود ، انفجاری در مقیاس مگاتن که در سال ۱۹۰۸ توده ای از جنگل های سیبری را نابود کرد.

آیا کسی تاکنون به علت برخورد شهاب سنگ کشته شده است؟

هیچ گزارش تأیید شده ای در مورد مرگ انسان توسط سنگ های فضایی وجود ندارد. با این حال ، در سال ۱۹۱۱ ، یک تخته سنگ ۴۰ کیلوگرمی از مریخ به یک سگ در مصر آسیب رساند و سگ را کشت و در اوگاندا هم پسری توسط یک شهاب  کوچک در سال ۱۹۹۲ مورد اصابت قرار گرفت ، اما آسیب خیلی شدیدی ندید. از آنجاییکه اکثر قریب به اتفاق سطح زمین خالی از جمعیت است ، بنابراین احتمال فرود آمدن سنگ های فضایی روی سر شما بسیار کم است.

برای محافظت از خودمان در مقابل شهاب سنگ چه کاری می توانیم انجام دهیم؟

ناظران سیارک ها بر این باورند که آنها ۹۰ درصد از سنگ های واقعاً عظیم با احتمال برخورد به زمین را شناسایی کرده اند ، اما هرچه سیارک ها کوچکتر باشند ، تشخیص آنها دشوارتر است. این خیلی نگران کننده نیست ، زیرا در صورت برخورد این موارد کمتر ویرانگر خواهند بود.

چند نوع شهاب سنگ تاکنون پیدا شده است؟

تا به امروز بیش از ۵۰ هزار شهاب سنگ در زمین پیدا شده که ۹۹.۸ % از آنها منشاء سیارکی دارند و ۰.۲ % شهاب سنگ های ماه و مریخ هستند. جالب است بدانید بیش از ۶۰ سنگ آسمانی شناخته شده در اثر برخورد شهاب  با مریخ ایجاد شده و به زمین رسیده ‌اند.

شهاب سنگ بیشتر در کجا پیدا می شود؟

از آنجاییکه بیشتر سطح زمین از سنگ پوشیده شده است تشخیص این سنگ های فضایی در بین آنها در اکثر نقاط دنیا کار بسیار دشواری است اما در برخی نقاط مانند بیابان‌ ها و دشت ‌های یخ‌ زده قطب جنوب به دلیل بافت خاص زمین راحت تر می توان این سنگ های آسمانی را یافت.

علت اهمیت شهاب سنگ ها چیست؟

سنگ های فضایی که به زمین  می رسند حاوی ترکیبات گوناگونی هستند که میلیاردها سال پیش سیارات را تشکیل داده ‌اند بنابراین با مطالعه آنها می توان در مورد شرایط اولیه و فرایندهای تاریخچه منظومه شمسی اطلاعاتی بدست آورد که شامل سن و ترکیب ساختاری سیارات ، دمای سطحی آنها ،  فضای داخلی سیارک ‌ها و غیره است.

چگونه شهاب سنگ را بشناسیم

فرورفتگی ها یا حفره های کم عمق روی سطح برخی از شهاب سنگ ها، به ویژه در سمت محافظ آیرودینامیکی شهاب سنگ های آهنی و سنگی- آهنی دیده می شوند. آنها اغلب به عنوان فرورفتگی های اثر انگشت مانند یا اسکوپ توصیف می شوند. آنها  هنگام ورود شهاب سنگ به اتمسفر تشکیل می شوند. همانطور که شهاب سنگ با سرعت بالا در جو زمین حرکت می کند، به دلیل فشار (نه اصطکاک، همانطور که اغلب به اشتباه تصور می شود) گرم می شود. این گرما می تواند باعث ذوب شدن و فرسایش سطح شهاب سنگ شود. گمان می رود که این فرورفتگی ها از فرسایش ناهموار این ماده سطحی ذوب شده به وجود می آیند. وجود آنها می‌تواند به تعیین جهت پرواز شهاب ‌سنگ در جو کمک کند، و همچنین نشان ‌دهنده این است که شهاب ‌سنگ پس از فرود بر روی زمین، در معرض تغییرات قابل‌ توجه یا هوازدگی قرار نگرفته است.

کندرول ها ذرات ریز، گرد و غنی از سیلیکات هستند که در شهاب سنگ های کندریتی یافت می شوند و به عنوان نشانگرهای باستانی مربوط به بیش از ۴.۵ میلیارد سال پیش، زمانی که منظومه شمسی ما تازه در حال شکل گیری بود، عمل می کنند. این تشکل‌ های کروی کوچک که عمدتاً از مواد معدنی مانند الیوین و پیروکسن تشکیل شده‌ اند، اشاره‌ای به ذوب و رویدادهای انجماد سریع در سحابی خورشیدی اولیه دارند. آنها پنجره‌ای را به کیهان اولیه ارائه می‌ دهند و مواد و شرایطی را نشان می‌ دهند که در سیارات و دیگر اجرام آسمانی متولد شدند.

الگوهای که اغلب به عنوان خطوط متقاطع پیچیده در هنگام برش، صیقل دادن و حکاکی شدن یک شهاب سنگ با اسید دیده می شوند، سرنخ جالبی از منشأ فرازمینی یک سنگ است. این طرح ‌های هندسی که به نام دانشمند کنت آلویس فون بکه ویدمانشتتن نامگذاری شده‌ اند، از سرد شدن آهسته آلیاژهای آهن و نیکل در یک سیارک در طی میلیون‌ها سال پدیدار می‌ شوند.