Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA & Štefánikova hvězdárna v Praze Číslo 15 (vyšlo 11. dubna), ročník 3 (2005) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

15/2005

Jakub Haloda: Železný meteorit na Marsu

Automatická vozítka (roveryRover – automatické vozítko schopné vlastního pohybu určené k výzkumu těles slunenčí soustavy. Rovery využívá především NASA k výzkumu Marsu.) Spirit a Opportunity mise Mars ExplorationMars Exploration – mise NASA k Marsu s dvěma sondami, které byly vypuštěny ve dnech 10. 6. 2003 a 7. 7. 2003. Obě sondy obsahují orbitální modul a přistávací modul s výzkumným vozítkem (roverem). Modul Spirit úspěšně přistál na povrchu Marsu dne 3. 1. 2004, modul Opportunity přistál na opačné straně Marsu 24. 1. 2004. se od prosince 2003 věnují detailnímu průzkumu povrchu planety MarsMars – rudá planeta se dvěma malými měsíci, Phobosem a Deimosem, je v pořadí čtvrtým tělesem sluneční soustavy. Povrch planety je pokryt načervenalým pískem a prachem. Barva je způsobena vysokým obsahem železa. Načervenalá barva celé planety jí dala jméno (Mars je bůh válek). Na povrchu se nacházejí obrovské sopky, z nichž ta největší, Olympus Mons, je 24 km vysoká a její základna je 550 km široká. Na vrcholu je kráter o průměru 72 km. Pro Mars jsou charakteristické systémy kaňonů vzniklé pohybem kůry. Snímky ze sond ukazují místa, kudy dříve tekla voda. Zdá se, že Mars byl dříve vlhčí a teplejší, než je dnes. Rozpětí teplot, které na Marsu panují (zima ne větší než v Antarktidě) by bylo snesitelné pro některé primitivní formy života žijící na Zemi. Jejich existence se však dosud nepotvrdila.. Jejich původně plánovaná tříměsíční mise byla v dubnu 2004 vzhledem k výbornému technickému stavu a dostatku energie výrazně prodloužena. Po celou dobu jejich činnosti získali odborníci obrovské množství informací a snímků, které v mnohých ohledech zásadně mění naše představy o procesech utváření povrchu planety MarsMars – rudá planeta se dvěma malými měsíci, Phobosem a Deimosem, je v pořadí čtvrtým tělesem sluneční soustavy. Povrch planety je pokryt načervenalým pískem a prachem. Barva je způsobena vysokým obsahem železa. Načervenalá barva celé planety jí dala jméno (Mars je bůh válek). Na povrchu se nacházejí obrovské sopky, z nichž ta největší, Olympus Mons, je 24 km vysoká a její základna je 550 km široká. Na vrcholu je kráter o průměru 72 km. Pro Mars jsou charakteristické systémy kaňonů vzniklé pohybem kůry. Snímky ze sond ukazují místa, kudy dříve tekla voda. Zdá se, že Mars byl dříve vlhčí a teplejší, než je dnes. Rozpětí teplot, které na Marsu panují (zima ne větší než v Antarktidě) by bylo snesitelné pro některé primitivní formy života žijící na Zemi. Jejich existence se však dosud nepotvrdila. a dávné existenci větších rezervoárů kapalné vody.

Dne 19. ledna 2005 informovala americká NASA o dalším významném objevu jednoho z dvojice automatů. RoveruRover – automatické vozítko schopné vlastního pohybu určené k výzkumu těles slunenčí soustavy. Rovery využívá především NASA k výzkumu Marsu. Opportunity, který operuje v oblasti Meridiani PlanumMeridiani Planum – místo přistání roveru Opportunity. Velká oblast na povrchu Marsu, která představuje jeden z nejplošších terénních útvarů na planetě. Je charakterizována výskytem oxidu železa – hematitu (často vzniká za přítomnosti kapalné vody) a sledů usazených hornin, což bylo důvodem pro výběr této lokality jako místa průzkumu roverem Opportunity., se podařilo nalézt v blízkosti reliktů tepelného štítu svého vlastního přistávacího modulu železný meteoritMeteorit železný – skupina meteoritů tvořená výhradně redukovaným materiálem – slitinami železa a niklu s možnými silikátovými inkluzemi a vzácnými – akcesorickými minerály. Představují pravděpodobně jaderný (ve většině případů) materiál planetesimál vzniklý v počátcích vývoje pevných těles.. Jedná se o první meteorit, který byl nalezen na jiném vesmírném tělese mimo naši planetu Zemi.

Jako meteorityMeteorit – těleso pocházející z meziplanetárního prostoru (pozůstatek po meteoroidu), které se srazilo s planetou (Země, Mars, …), přežilo průlet atmosférou a dopadlo na povrch. označujeme fragmenty meteoroidických těles, které přežily průlet zemskou atmosférou a byly poté nalezeny a zdokumentovány. Většinu (94 %) všech doposud známých meteoritů a pozorovaných pádů na Zemi tvoří meteority kamenné, pouhé 1 % přísluší meteoritům železnokamennýmMeteorit železno-kamenný – meteority tvořené rovným podílem slitin železa a niklu a silikátového materiálu. Rozlišujeme skupinu pallasitů (meteority tvořené téměř výhradně silikátovým minerálem – olivínem a slitinami železa a niklu) a mezosideritů (meteority tvořené slitinami železa a niklu společně se směsí silikátových minerálů nejčastěji pyroxeny a plagioklasy).  a 5 % tvoří meteority železnéMeteorit železný – skupina meteoritů tvořená výhradně redukovaným materiálem – slitinami železa a niklu s možnými silikátovými inkluzemi a vzácnými – akcesorickými minerály. Představují pravděpodobně jaderný (ve většině případů) materiál planetesimál vzniklý v počátcích vývoje pevných těles.. Původ většiny meteoritů můžeme hledat v hlavním pásu planetek mezi planetami MarsemMars – rudá planeta se dvěma malými měsíci, Phobosem a Deimosem, je v pořadí čtvrtým tělesem sluneční soustavy. Povrch planety je pokryt načervenalým pískem a prachem. Barva je způsobena vysokým obsahem železa. Načervenalá barva celé planety jí dala jméno (Mars je bůh válek). Na povrchu se nacházejí obrovské sopky, z nichž ta největší, Olympus Mons, je 24 km vysoká a její základna je 550 km široká. Na vrcholu je kráter o průměru 72 km. Pro Mars jsou charakteristické systémy kaňonů vzniklé pohybem kůry. Snímky ze sond ukazují místa, kudy dříve tekla voda. Zdá se, že Mars byl dříve vlhčí a teplejší, než je dnes. Rozpětí teplot, které na Marsu panují (zima ne větší než v Antarktidě) by bylo snesitelné pro některé primitivní formy života žijící na Zemi. Jejich existence se však dosud nepotvrdila.  a JupiteremJupiter – největší a nejhmotnější (1,9×10²⁷ kg) planeta sluneční soustavy má plynokapalný charakter a chemické složení podobné Slunci. Se svými mnoha měsíci se Jupiter podobá jakési „sluneční soustavě“ v malém. Jupiter má, stejně jako všechny obří planety, soustavu prstenců. Rychlá rotace Jupiteru (s periodou 10 hodin) způsobuje vydouvání rovníkových vrstev a vznik pestře zbarvených pásů. Charakteristickým útvarem Jupiterovy atmosféry je Velká rudá skvrna, která je pozorována po několik století. Atmosféra obsahuje kromě vodíku a helia také metan, amoniak a vodní páry. Teplota pod oblaky směrem ke středu roste. Na vrcholcích mraků je −160 °C, o 60 km hlouběji je přibližně stejná teplota jako na Zemi. Proudy tekoucí v nitru (v kovovém vodíku) vytvářejí kolem Jupiteru silné dipólové magnetické pole.. Jen zlomek procenta představují meteority lunární, marsovské anebo takové, u kterých přesně nedokážeme určit jejich původ. Stáří prakticky veškeré hmoty meteoritů z oblasti hlavního planetkového pásu je totožné se stářím sluneční soustavy. Meteority tedy poskytují velmi vzácný materiál, ve kterém je zakódována raná historie vzniku planet.

Meteorit nalezený na povrchu Marsu v oblasti Meridiani PlanumMeridiani Planum – místo přistání roveru Opportunity. Velká oblast na povrchu Marsu, která představuje jeden z nejplošších terénních útvarů na planetě. Je charakterizována výskytem oxidu železa – hematitu (často vzniká za přítomnosti kapalné vody) a sledů usazených hornin, což bylo důvodem pro výběr této lokality jako místa průzkumu roverem Opportunity.  patří do skupiny železných meteoritůMeteorit železný – skupina meteoritů tvořená výhradně redukovaným materiálem – slitinami železa a niklu s možnými silikátovými inkluzemi a vzácnými – akcesorickými minerály. Představují pravděpodobně jaderný (ve většině případů) materiál planetesimál vzniklý v počátcích vývoje pevných těles.. Analýza nápadného kamene, který byl pro svoji malou vzdálenost od zbytků tepelného štítu nazván Heat Shield Rock (Kámen u tepelného štítu), byla provedena spektrometrem roveruRover – automatické vozítko schopné vlastního pohybu určené k výzkumu těles slunenčí soustavy. Rovery využívá především NASA k výzkumu Marsu. Opportunity. Výsledky ukázaly, že veškerá hmota kamene je tvořena železem s významným podílem niklu, čímž se definitivně potvrdila identifikace tohoto unikátního meteoritu. Bohužel není možné říci, o jaký typ železného meteoritu se jedná, protože klíčová chemická analýza dokládá jen celkové složení hmoty meteoritu. Pro přesné určení typu železného meteoritu je nutné získat více detailních analýz. Rover Opportunity však není vybaven přístrojem, který by potřebné údaje získal. Železné meteorityMeteorit železný – skupina meteoritů tvořená výhradně redukovaným materiálem – slitinami železa a niklu s možnými silikátovými inkluzemi a vzácnými – akcesorickými minerály. Představují pravděpodobně jaderný (ve většině případů) materiál planetesimál vzniklý v počátcích vývoje pevných těles. známe samozřejmě i ze Země. Největším z této skupiny je meteorit Hoba o hmotnosti 60 000 kg nalezený v Namibii. Dokonce i známý Barringerův meteorický kráter v Arizoně vznikl jako důsledek dopadu obřího železného meteoritu před asi 50 000 lety. Jeho drobné zbytky, fragmenty meteoritu nazvaného Canyon Diablo, můžeme nalézt na stěnách kráteru dodnes.

Známý arizonský meteorický kráter vzniklý po dopadu velkého železného meteoritu.

Jeden z mnoha fragmentů železného meteoritu nazývaného Canyon Diablo,
který byl nalezen na svahu Arizonského meteorického kráteru.

Železné meteorityMeteorit železný – skupina meteoritů tvořená výhradně redukovaným materiálem – slitinami železa a niklu s možnými silikátovými inkluzemi a vzácnými – akcesorickými minerály. Představují pravděpodobně jaderný (ve většině případů) materiál planetesimál vzniklý v počátcích vývoje pevných těles. se podle stávající nomenklatury rozdělují na jednotlivé skupiny jednak podle chemického složení a také podle strukturních charakteristik. Pro zařazení neznámého železného meteoritu do příslušné chemické skupiny jsou klíčové obsahy niklu a především prvků iridia a germania. Skupiny železných meteoritů lišící se svým chemickým složením představují materiál, který vznikl v rámci oddělených a odlišně definovaných rezervoárů. Tedy pravděpodobně v prostředí jednotlivých mateřských těles – planetezimálPlanetezimály – tělesa z raných fází vývoje sluneční soustavy. Jedná se o stavební kameny budoucích planetek, na kterých docházelo k procesům diferenciace hmoty a vzniku minerálních asociací typických pro jednotlivé druhy většiny známých meteoritů. V současné době se planetezimály mohou nacházet v oblastech Kuiperova pásu a Oortova oblaku, kam byly vypuzeny v pozdních fázích vývoje sluneční soustavy planetami., kde docházelo k utváření hmoty železných meteoritů. Na základě rozdílů v chemickém složení a několika dalších charakteristik je možné odhadnout pravděpodobný počet jednotlivých planetezimálPlanetezimály – tělesa z raných fází vývoje sluneční soustavy. Jedná se o stavební kameny budoucích planetek, na kterých docházelo k procesům diferenciace hmoty a vzniku minerálních asociací typických pro jednotlivé druhy většiny známých meteoritů. V současné době se planetezimály mohou nacházet v oblastech Kuiperova pásu a Oortova oblaku, kam byly vypuzeny v pozdních fázích vývoje sluneční soustavy planetami..

Podle strukturních vlastností je možné železné meteority rozdělit na hexaedrity, oktaedrity a ataxity. Rozdíly mezi těmito skupinami meteoritů jsou dány jejich stavbou a zastoupením dvou fází – slitin železa a niklu. Fáze s nízkým obsahem niklu se nazývá kamacit a fáze s velmi vysokým obsahem niklu taenit. Hexaedrity jsou tvořeny prakticky výhradně kamacitem. Oktaedrity jsou nejběžnější skupinou železných meteoritů a jsou charakterizovány společným výskytem kamacitu a taenitu. Projevem přítomnosti obou fází systému železa a niklu jsou tzv. Widmanstaettenovy obrazceWidmanstaettenovy obrazce – projev prorůstání kamacitových (slitina Fe-Ni ochuzená o nikl) a taenitových (slitina Fe-Ni obohacená o nikl) krystalů pozorovaný u železných meteoritů – oktaedritů., které jsou viditelné na leštěné ploše meteoritu leptané zředěnou kyselinou dusičnou. Studiem procesů difuze a zastoupení niklu v profilech jednotlivých taenito-kamacitových lamel je možné dokonce odhadnout rychlost chladnutí hmoty železných meteoritů v době, kdy existovala jako část hmoty planetezimálPlanetezimály – tělesa z raných fází vývoje sluneční soustavy. Jedná se o stavební kameny budoucích planetek, na kterých docházelo k procesům diferenciace hmoty a vzniku minerálních asociací typických pro jednotlivé druhy většiny známých meteoritů. V současné době se planetezimály mohou nacházet v oblastech Kuiperova pásu a Oortova oblaku, kam byly vypuzeny v pozdních fázích vývoje sluneční soustavy planetami.. Ukazuje se, že rychlost chladnutí se u většiny železných meteoritů pohybovala v řádu několika stupňů Celsia za milion let. Ataxity představují skupinu meteoritů, jejichž hmota je tvořena výhradně taenitem bohatým na nikl.

Železné meteorityMeteorit železný – skupina meteoritů tvořená výhradně redukovaným materiálem – slitinami železa a niklu s možnými silikátovými inkluzemi a vzácnými – akcesorickými minerály. Představují pravděpodobně jaderný (ve většině případů) materiál planetesimál vzniklý v počátcích vývoje pevných těles. pocházejí, jako většina ostatních meteoritů, z hlavního planetkového pásu a svým chemickým složením představují jaderný materiál dnes již neexistujících planetezimálPlanetezimály – tělesa z raných fází vývoje sluneční soustavy. Jedná se o stavební kameny budoucích planetek, na kterých docházelo k procesům diferenciace hmoty a vzniku minerálních asociací typických pro jednotlivé druhy většiny známých meteoritů. V současné době se planetezimály mohou nacházet v oblastech Kuiperova pásu a Oortova oblaku, kam byly vypuzeny v pozdních fázích vývoje sluneční soustavy planetami., které se utvořily velmi krátce po vzniku sluneční soustavy. Výzkum železných meteoritů umožňuje studovat rychlosti chladnutí planetezimálPlanetezimály – tělesa z raných fází vývoje sluneční soustavy. Jedná se o stavební kameny budoucích planetek, na kterých docházelo k procesům diferenciace hmoty a vzniku minerálních asociací typických pro jednotlivé druhy většiny známých meteoritů. V současné době se planetezimály mohou nacházet v oblastech Kuiperova pásu a Oortova oblaku, kam byly vypuzeny v pozdních fázích vývoje sluneční soustavy planetami. a modelovat procesy, které vedly k jejich formování v době, ze které se nám jinak nedochoval žádný dostupný materiál. Nález železného meteoritu na povrchu Marsu rovněž podporuje myšlenku stanovit výskyt všech meteoritů na jednotku plochy za účelem porovnání míry intenzity meteorického bombardování Země a Marsu. To je ovšem uskutečnitelné pouze s přesně definovanou technikou a závislé na průzkumu Marsu s možností sběru meteoritů a jejich odeslání k výzkumu na Zemi.

I přesto bude v budoucnu tento problém velmi obtížné řešit, protože většina meteoritů v podmínkách, které panují na marsovském povrchu, již za dobu tisíců let podlehla vlivům zvětrávání, které je zde velmi intenzivní. Železné meteorityMeteorit železný – skupina meteoritů tvořená výhradně redukovaným materiálem – slitinami železa a niklu s možnými silikátovými inkluzemi a vzácnými – akcesorickými minerály. Představují pravděpodobně jaderný (ve většině případů) materiál planetesimál vzniklý v počátcích vývoje pevných těles. jsou ovšem vůči zvětrávání odolnější než meteority kamennéMeteorit kamenný – nejběžnější skupina meteoritů tvořená převážně silikátovými minerály. Tvoří 94 % všech známých meteoritů dopadlých na Zemi. 84 % kamenných meteoritů tvoří tzv. chondrity – chemicky primitivní hmota, která se svým obsahem chemických prvků (mimo lehké prvky) blíží složení sluneční fotosféry, a tedy i složení materiálu ze kterého vznikala sluneční soustava. 8 % tvoří tzv. achondrity – meteority vzniklé obvykle kompletním přetavením chondritů. Zvláštní skupiny achondritů tvoří lunární a marsovské meteority a diferencované meteority nejasného postavení. a je tedy velmi pravděpodobné, že jejich počet by byl vyšší než skutečný. Tento rozdíl ale ze stejného důvodu známe i na Zemi. Železný meteorit na Marsu tedy plně potvrzuje domněnku, že nálezy těchto pamětníků vzniku sluneční soustavy nebudou v budoucnu zřejmě nikterak výjimečné ani v případě rudé planety.

Okolí místa nálezu železného meteoritu v oblasti Meridiani Planum na Marsu.
Na snímku jsou viditelné zbytky tepelného štítu a malý „kráter“, který jeho
dopad na povrchu vytvořil. Zdroj: NASA.

První meteorit nalezený na povrchu jiného tělesa než Země – železný meteorit
„Heat Shield Rock“ na Marsu. Zdroj NASA.

Fórum – diskuze k tomuto bulletinu

Odkazy