Министерство общего и профессионального

Свердловской области

Направление: естественнонаучное

Вся правда о «космических пришельцах»

Исполнитель:

ученик 9 класса

_____________

Екатеринбург, 2015

Содержание:

Введение

1. Обзор литературы по теме проекта

1.1. История челябинского метеорита

1.2. Изученность метеорита

1.3. Методы исследования состава метеоритного вещества

1.3.2. Электронная микроскопия

1.3.2. Энергодисперсионная спектроскопия

2. Практическая часть

2.1. Исследование образца

2.2. Таблица элементарного состава.

2.3. Систематизация данных

2.4. Результаты работы

3. Заключение

4. Список литературы

Введение

Космос всегда волновал ума людей, его изучение способствовало стремительному развитию всех естественных наук. Недавний «космический пришелец» наделал много шума в научных кругах, в прессе. Образец метеорита удалось получить и исследовать.

Начнем с того, откуда у меня Челябинский метеорит. Моя мама работала в компании, которая финансировала экспедицию по извлечению метеорита со дна озера Чебаркуль. Директор этой компании хорошо знал мою маму, знал он и о том, что я увлекаюсь минералогией. Поэтому мне был подарен этот образец.

Актуальность проекта: сегодня очень многие умы мира думают о покорении и изучении космоса, и они используют все, что доступно, в том числе и челябинский метеорит.

Цель проекта: изучить элементарный и минеральный состав челябинского метеорита, вывести гипотезы по происхождению метеоритов.

Гипотеза: челябинский метеорит - материал для исследования космических тел, посетивших Землю.

Задачи проекта:

1. Теоретический обзор и систематизация данных о челябинском метеорите в Интернете и других источниках информации.

2. Знакомство с современными методами исследования состава вещества.

3. Установить элементарный и минералогический состав образца.

4. Вывести гипотезы происхождения вещества Челябинского метеорита

Исследования осуществлялись с помощью электронного микроскопа

Jeol Jsm-6390 LV. Энергодисперсионный спектрометр марки Oxford Instruments X Max Inca-Energy 450. Электронный микроскоп был предложен институтом геологии и геохимии имени академика А. Н. Заварицкого, УрО РАН, Уральское

отделение РАН. В исследованиях участвовал научный сотрудник к.м-г.н. Гловатских Степан Петрович.

1. Обзор литературы по теме проекта

1.1. История челябинского метеорита

Падение метеорита в Челябинске — столкновение с земной поверхностью фрагментов небольшого астероида, разрушившегося в результате торможения в атмосфере Земли 15 февраля 2013 года примерно в 9 часов 20 минут по местному времени (UTC+6). Суперболид взорвался в окрестностях Челябинска на высоте 15—25 км.

По расчётам НАСА, астероид диаметром около 17 метров и массой порядка 10 тыс. тонн вошёл в атмосферу Земли на скорости около 18 км/с. Судя по продолжительности атмосферного полёта, вход в атмосферу произошёл под очень острым углом. Спустя примерно 32,5 сек. после этого небесное тело разрушилось.

1.2 Изученность Челябинского Метеорита

В данное время метеорит изучается все подробнее и подробнее. Уже известны некоторые любопытные факты, которые очень интересны. Например тот факт, что метеорит – ровесник Солнечной системы, что указывает на то, что метеорит, скорее всего – часть одной из планет. Такие выводы сделали в Институте минералогии города Миасс. В Нижегородской области открытия еще более захватывающие. Дмитрий Павлов, заведующий кафедрой физики проводников и оптоэлектроники университета им. Лобачевского констатирует: «В образце метеорита были обнаружены люминесцирующие нанокристаллы, которые физики пытались получить искусственно вот уже десятки лет и безуспешно». В университете полагают, что более подробное изучение этих кристаллов позволит получить секрет их изготовления, что очень важно. Ведь это позволит создавать волокна для оптоволоконного интернета. Так что «природа заодно с высокими технологиями»: цитата Дмитрия Павлова (ссылка №8) Еще одна новость пришла из института геологии и геохимии Уральского отделения РАН. В одном из самых знаменитых метеоритов нашего времени обнаружена ржавчина. Это означает, что он мог содержать воду.

По словам руководителя группы по изучению академика РАН Виктора Коротеева, наличие ржавчины − признак того, что породы метеорита раньше могли содержать влагу. Чтобы получить достоверные данные, при изучении метеорита очень важно, чтобы образцы не подвергались соударению с поверхностью Земли, а равно выветриванию и коррозии в земных условиях. «Все эти условия были соблюдены. Исследованные фрагменты не достигли почвенного слоя и были извлечены из снега с глубины 20-50 см вскоре после падения», − прокомментировал Виктор Коротеев. Интересно то, что минералы, содержащие воду, уже были найдены в метеоритах. Но ими всегда оказывались углистые хондриты (класс каменных метеоритов). А вот в обыкновенных хондритах, к которым относится «Челябинск», влагосодержащие минералы пока найти не удавалось. А если они и были, то их присутствие всегда было связано с взаимодействием с водой в земных условиях. «Согласно одной из гипотез, вода была привнесена на Землю кометами и водосодержащими метеоритами из космоса на начальных этапах существования нашей планеты», − напомнил академик. Вероятно, находка лишний раз подтверждает эту гипотезу. На современной лабораторной базе института был проведен анализ химического и микроэлементного состава минералов челябинского метеорита. Анализ позволил обнаружить и другие особенности «небесного странника». В частности, ученым удалось обнаружить, что перед тем, как войти в атмосферу Земли, «Челябинск», по меньшей мере, три раза ударился с другими телами в космосе. Возможно, с такими же метеоритами (ссылка №5).

Высказывались такие мнения, что болид был кометой. Но сегодня они уже не актуальны.

Подробности о химическом составе сообщил член комитета РАН по метеоритам учёный УрФУ Виктор Гроховский, заявив, что это каменный метеорит, обыкновенный хондрит, в составе которого есть: металлическое железо, оливин, и сульфиты; также присутствует кора плавления. Сводную таблицу минерального состава смотрите в прил. 3. В осколках метеорита анализ выявил наличие включения самородной меди, что необычно для LL5 хондритов. Также отмечено, что ранее столь крупных включений — размером более 100 мкм — не обнаруживалось в метеоритах (ссылка №2).

Проведённый в Институте геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН анализ осколков метеорита, найденных около села Еманжелинка, позволил определить состав более точно. Минеральный состав оказался близок к составу других LL5 хондритов, таких как Hautes Fagnes, Бельгия и Salzwedel, Германия. Эти хондриты не содержат стекла, которое заполняет крупные трещины челябинского. Кроме того, в стекле есть примеси силикатов и др. веществ и по составу оно аналогично коре плавления, толщина которой около 1 мм. Ильменит , также не обнаруженный в других LL5 хондритах, был найден в малом количестве в челябинском метеорите. В коре плавления присутствуют пентландит (Fe,Ni)₉S₈, годлевскит (Ni,Fe)₉S₈, аваруит Ni₂Fe-Ni₃Fe, осмий, иридий, платина, хиббингит Fe₂²⁺(OH)₃Cl и магнетит Fe²⁺Fe₂³⁺O₄. В стекле присутвуют 10-15 мкм глобулы хизлевудитового и годлевскитового состава, появившиеся после кристаллизации сульфидного расплава Fe-Ni-S. В неоплавленных частях мелких осколков на границе между троилитом и оливином иногда присутствует пентландит, который, по-видимому, является единственным концентратором меди. На межзёренных границах между оливином, ортопироксеном, хромитом обнаружены зёрна хлорапатита и мерриллита с размерами 100—200 мкм. Хондры имеют размер > 1 мм и неоднородный состав. Был также обнаружен хиббингит Fe₂(OH)₃Cl, который, по-видимому, имеет космическое происхождение, в отличие от железа, которое может окислиться и хлорировать при долговременном взаимодействии с водой почвы, потому что найден в центральной части осколка метеорита. Сотрудники Института минералогии УрО РАН с помощью метода Ритвельда (ссылка 4) определили количественный (массовый) состав метеоритного осколка, найденного в окрестности посёлка Депутатский: стекло 35 %, форстерит железистый 37 %, гиперстен 11 %, клиногиперстен 2 %, альбит 8 %, троилит 4 %, железо никелистое 3 %, хромит 1 % (ссылка № 3)