چند پرسش و پاسخ در مورد شهاب سنگ ها

[ahmad2015]

شهاب سنگ ها چگونه بر زمین می افتند؟
شهاسنگها تا قبل از اینکه بر زمین سقوط کنند شهابواره نامیده می شوند.سرعت شهابواره ها هنگام مواجهه با زمین همواره از 2/11 کیلومتر در ثانیه(سرعت گریز از میدان گرانش زمین)بیشتر است.این مقدار تقریبا 40 برابر سرعت صوت است.وقتی شهابواره در ارتفاع 100-120 کیلومتر است اصطکاک جوی چنان آن را داغ می کند که آتشگویی درخشان پدید می آورد.آنچه از این پس روی می دهد به سرعت،جرم،وسستی ماده شهابواره بستگی دارد.اجرام خیلی کوچک می سوزند وشهاب نام می گیرند.اما ریزترین آنها سالم می مانند وخرده شهابسنگ نامیده می شوند.شهابواره های سست بنیان نرسیده به ارتفاع 80یا90کیلومتری از هم می پاشند ودنباله هایی چندگانه برجای می گذارند.اجرام سختی که بیش از حدود10گرم وزن دارندتولید آتش گویی میکنندوممکن است بخشی از آنها تا ارتفاعات پایین تر دوام بیاورند.اجرام بزرگ تر آتشگویهایی می آفرینند که گاه به درخشانی خورشید اند.
هنگام عبور از میان جو گرداگرد شهابواره های کوچک تر از یک متر غلافی از گاز های ملتهب شکل می گیرد که قطر آن گاه تا 200متر هم میرسد.این غلاف براثر اصطکاک جوی که سطح شهابواره را ذوب وتبخیر میکندونیز عبور جسم از میان جو که به هوای اطراف بار الکتریکی میدهد پدید می آید.تمام گرمای حاصل حین ذوب وتبخیر از شهابواره دور میشود ودرون آن سرد باقی می ماند .با نفوذ شهابواره به ارتفاعات پایین تر،هوای چگال تر از شتاب آن میکاهد.اگر جسم تا سرعت های فروصوت سالم بماند آتشگوی اطراف آن خاموش می شود و باقیمانده تحت نیروی گرانش سقوط میکندوشهابسنگ نام میگیرد بقایای آخرین ماده مذاب روی سطح جسم جامد می شود ولایه ی نازک و معمولا سیاهرنگ موسوم به لعاب سوختهمی سازد.یک آتشگوی در خشان ممکن است در صدها کیلومتر از مسیر پروازش مشاهده شود و در اغلب موارد تغییر رنگ دهد.آتشگویی با تلاشی شهابواره شعله ور میشود و مانند گویی تابناک، تندرو و دنباله دار به چشم میرسد،مگر برای ناظرینی که آن را درست از روبرو میبینند.برای آنها دنباله دار ناپیداست ودر عوض آتشگویی به ظاهر ثابت می بینند که با حرکت به طرف آنها هرلحظه بزرگ تر می شودمعمولا آتشگوی ها فقط برای چند ثانیه مرئی هستند اما ممکن است ردی (یا دنباله ای)از غبار در آسمان برجای بگذارندکه چند ده دقیقه دوام بیاورد.
اغلب همانطور که غرش رعد به دنبال برق شنیده می شود ظهور یک آتشگوی نیز با آثار صوتی همراه است ،علاوه بر این ممکن است اصوات اسرار آمیزی شبیه تاراق...توروق و هیس....هیس نیز همزمان با ظهور آتشگوی شنیده شوند.از آنجا که صداهای اخیر همزمان با ظهور آتشگوی به گوش میرسند عامل آنها نیز باید با سرعت نور حرکت کند یعنی به نوعی با امواج مغناطیسی مربوط باشد.اثرات صوتی آتشگوی های درخشان می تواند سبب لرزش وشکستن شیشه ها شودوحتی زمین را اندکی بلرزاند.به دنبال این ها ،صداهای وزوز و صفیر سوت احتمالا خبر از سقوط اجرامی می دهد که از این پس باید شهابسنگ خوانده شوند.
دلیل تکه تکه شدن بعضی از
شهاب سنگ ها حین سقوط بر زمین:
هنگامیکه شهابواره با سرعتی فراتر از صوتبه جو چگال زیرین نفوذ می کند هوای جلوی آن متراکم می شود در حالیکه در عقب آن خلاء تشکیل می گردد. شهابواره ها اغلب تحت این تنش دوام نمی آورند وترک می خورند ، بویژه اگر سستی هایی در آنهاوجود داشته باشد.چنین سستی هایی ممکن است درزها یا رگه های ضربه باشند که در فضا بر اثر برخورد سیارکها پدید می آیند.تلاشی ممکن است در چند مرحله صورت بگیرد وبارشی شهابسنگی از چند قطعه بزرگ وبسیاری قطعات کوچک تر پدید آورد.با این وجود معمولا بیشتر جرم شهابسنگ در قطعه های بزرگ باق می ماند.قطعات یا پاره های بارش در محوطه ای بیضی شکل روی زمین پراکنده می شوند وبزرگترین آنها روی خطی که از مسیر پرواز دورتراست به زمین می افتد.
شهاب سنگها از کجا می آیند؟
ما از همزمانی ظهور آتشگوی های درخشان وسقوط شابسنگها می دانیم که آنها از فضا می آیند اما برای شناسایی سرچشمه آنها در فضا،نیازمند تعیین مدار شهابواره ها قبل از مواجهه آنها با زمین هستیم.این موضوع نیازمند آگاهی از جهت وسرعت هر شهابواره در هنگام پرواز جوی است.جهت لی را می توان ب استفاده از دست کم ده مشاهده توسط راصدانی دقیق که در دو طرف مسیر پرواز بوده باشند دریافت.اما سرعت را فقط به کمک عکس هایی که با دوربینهای خاص تهیه شده باشند می توان انداز ه گیری کرد.تاکنون چند مورد موفق در اندازه گیری مشخصات مداری شهاب سنگها انجام شده و مشخص شده که تعدادی از آنها دارای سرچشمه با مدارهایی مشابه مدارهای خانواده ای سیارکی با نام خانواده سیارکهای آپولو و به شکل مدارهای بیضوی از مدار زمین تا کمربند سیارکی هستند.کمربند سیارکی شامل تعداد بی شماری سیارات کوچک یا قطعت سیاره ای است که در مدارهای تقریبا دایره ای بدور خورشید در گردشند.گهگاه گرانش مشتری یک سیارک را به مداری بیضیوار می کشاند.اگر این مدار بیضوی مدار زمین را قطع کند ممکن است سیارک یا تکه هایی از آن به زمین اصابت کندبعضی اجرام که در مدارهایی شبیه مدار سیارکهای آپولو حرک می کنند،از درون تلسکوپ ظاهری مه آلود دارنداینها دنباله دارهای کوتاه دوره(یعنی دنباله دارهایی که در محدوده داخلی منظومه شمسی حرکت می کنند وبه همین سبب به دفعات مشاهده می شوند)هستند وآشکار است که آنها، یا پسمانده های آنها،نیز به زمین سقوط می کنند.دنباله دارهای دراز دوره مدارهای بیضی بسیار کشیده ای دارند وسرعتشان هنگام رویارویی با زمین آنچنان زیاد است که اثر اصطکاکی جو به تخریب کامل وحتی انفجار آمیز آنها می انجامد.با ان وجود دنباله داران دراز دوره م توانند در محدوده داخلی منظومه شمسی به دام بیافتند ومداری کوتاه دوره پیدا کنند.پس احتمالا در مین ، هم مواد سیارکی وهم دنباله داری به شکل شهابسنگ وخرده شهابسنگ فرو می ریزند.علاوه بر منشاءشهایسنگی ودنباله داری،ترکیب سیزده شهابسنگ نشان می دهد که آنها از ماه هستند وهشت تای دیگر نیز منشاءمریخی دارند.
سرعت هیچ یک از آتشگوی ها،شهابها یا دنباله دارانی که تاکنون مشاهده شده اند از سرعت گریز از منظومه شمسی بیشتر نبوده است.سرعت گریز از منظومه شمسی عبارت است از سرعتی که جسم باید برای خنثی کردن گرانش خورشید داشته باشد تا از میدان گرانشی آن بگریزد و وارد فضای بین سیاره ای شود.بر عکس ،جسمی که از فضای بین ستاره ای وارد میدان گرانشی خورشید شود به طرف آن شتاب می گیرد.در این حال سرعت جسم برابر خواهد بود با سرعت آنها در فضای بین ستاره ای به اضافه سرعتی که بر اثر گرانش خورشید پیدا کرده است.بنابراین هرجمی که از بیرون به منظومه شمسی وارد شود با سرعی بیش از سرعت گریز حرکت خواهد کرد.چون تاکنون چنی شهابسنگی مشاهده نشده می توانیم بگوییم که شهابسنگهایی که بر زمین می افتند همگی به منظومه شمسی تعلق دارند.قابل ذکر است سرعت گریز از خورشید 618 کیلومتر در ثانیه است.
سالیانه چه تعداد شهاب سنگ بر سطح زمین می افتد؟
تحقیقات نشان می دهند سالانه در حدود 26000 شهابسنگ هر یک به وزن بیش از 100 گرم بر زمین سقوط می کنند. از این میان بیشتر آنها در اقیانوس ها که 70 درصد سطح زمین را پوشانده اند می افتند.از بقیه نیز فقط سقوط 5 تا 6 مورد مستقیما مشاهده می شود ویا منجر به خسارت می شود.همین ها هستند که بازیابی شده ودر دسترس دانشمندان قرار می گیرند.نمونه هایی از تقریبا 900 سقوط مشاهده شده با چشم در مموعه های شهابسنگی حفظ می شوند که بیشتر آنها نیز مربوط به دو سده اخیر هستند. به غیر از شهاب سنگ ها ، شهاب ها وخرده شهابسنگها نیز شاید سالانه 10000 تن به جرم زمین اضافه می کنند،البته این مفدار در 4550 میلیون سالی که از عمر زمین می گذرد چندان بر جرم آن(که شش ضربدر ده بتوان 21 است)نیفزوده است.
عمر شهابسنگ ها چقدر است؟
در زندگی هر شهابسنگ چهار دوره زمانی مجزا وجود دارد:
1- سن زمینی: منظور مدت زمانی است که از سقوط شهابسنگ بر سطح زمین می گذرد.
2- سن تابش پرتوهای کیهانی: دومین سن هر شهابسنگ دوره ای است که طی آن مانند جرمی کوچک در مداری به دور خورشید می گردید.
3- سن پیدایش: منظور مدت زمانی است که از آخرین رویداد عمده دمای زیاد در شهابسنگ می گذرد.
4- سن ماقبل پیدایش: تقریباً تمام عناصر به جز هیدروژن و هلیم در دل گونه های مختلف ستاره ها پدید آمده اند. این موضوع نه تنها درباره شهابسنگها بلکه در مورد هر آنچه در زمین یافت می شود و از جمله بدن خود ما صادق است. سن ما قبل پیدایش برای هر عنصر فاصله زمانی میان پیدایش آن در یک ستاره تا شرکت آن در تشکیل سیارات یا شهابسنگ ها است.
چگونه می توان شهابسنگ ها را از سنگهای زمینی تشخیص داد؟
شهابسنگ ها شگلهای گوناگونی دارند که این اشکال در شناسایی آنها به ما کمک می کنند. بسیاری از آنها رویه ای صاف دارند و فاقد لبه های تیزند. روی بعضی از آنها فرورفتگی ها و برجستگی های ملایمی به چشم می خورد. مثل اینکه روی آنها را با نوک انگشت فشرده اند. تا زمانی که شهابسنگ ها کاملاً در معرض هوازدگی قرار نگیرند در درون این فرورفتگی ها آثاری از پوسته سوخته و جوشیده شهابسنگ دیده می شود.
برای اینکه با اطمینان بسیار بدانید که کدام سنگ شهابسنگ است باید چند آزمایش انجام دهید:
1- چگالی سنگ را اندازه بگیرید. چگالی شهابسنگ ها حداقل 3/3 گرم در سانتی متر مکعب است. سنگی را که فکر می کنید شهابسنگ است را به دقت وزن کنید. اگر سنگ کوچک بود می توانید از یک جواهر فروش درخواست کنید آن را وزن کند. سپس حجم سنگ را محاسبه کنید. برای این کار می توانید آزمایش معروف ارشمیدس را انجام دهید. ظرفی را پر از آب کنید و سنگ را توی آن بیندازید. مقدار آبی را که بیرون می ریزد با سرنگ یا پیمانه ای که حجمش مشخص است اندازه بگیرید. حجم به دست آمده در واقع حجم سنگ است.. وزن را بر حجم تقسیم کنید تا چگالی بدست آید. اگر چگالی سنگ بیشتر از 3/3 گرم در سانتی متر مکعب بود احتمال آسمانی بودنش بیشتر است.
2- قطب نمایی را به سنگ نزدیک کنید. اگر عقربه قطب نما منحرف شد باعث خوشحالی است. چون هرچه خاصیت مغناطیسی سنگ بیشتر باشد احتمال شهابسنگ بودنش هم بیشتر است.
3- بخش کوچکی از سنگ را به آرامی با سمباده بسایید. در شهابسنگ های سنگی رگه ها یا دانه های درخشان فلزی دیده می شود. در شهابسنگ های آهنی نیز رگه ها به صورت شعاع های براق دیده می شوند که روی هم افتاده اند. دقت کنید که این شعاع های فلزی را با بلورها و رگه های درخشان کوارتز یا میکای سنگ های زمینی اشتباه نگیرید. با یک ذره بین با درشتنمایی 10 یا بیشتر این رگه ها را بررسی کنید و از زوایای مختلف به آنها نگاه کنید. سطح رگه ها باید مانند سطوح فلزی به نظر آیند. با سوزن تیزی روی آنها خط بکشید. اگر خش نیفتاد رگه ها فلزی اند و سنگ هم به احتمال بسیار زیاد شهابسنگ است.
آیا شهابسنگ ها ارزش مادی دارند؟
سیارک های موجود در کمربند سیارک ها حاوی مواد معدنی بسیار زیادی می باشند. طبق یک تخمین علمی ارزش تمام مواد معدنی موجود در کمربند سیارک ها برای هر انسان روی زمین معادل 100 میلیارد دلار است. البته شکی نیست که استخراج این معادن در حال حاضر بیش از این هزینه دارد. شهابسنگ هایی هم که به زمین سقوط می کنند دارای مقادیر بسیار ناچیزی از این مواد معدنی هستند که این مواد اطلاعات بسیار زیادی را از منظومه شمسی در اختیار دانشمندان قرار می دهد. به همین دلیل مراکز خرید و فروش شهابسنگ ها در برخی از کشورها دایر شده است که مشتریان اصلی این مراکز بیشتر اوقات موزه ها و مراکز پژوهشی اند که نمونه های مهم تازه یافت شده را خریداری می کنند. نشانی اینترنتی
www.meteorite.com و www.imo.net نمونه ای از چنین مراکزی است که به خرید و فروش شهابسنگ ها می پردازد. همچنین در این سایت اطلاعات جامعی را درباره شهابسنگ ها می یابید.
بررسی ارزش اقتصادی دهانه های برخوردی،از داغ ترین عرصه های کاربرد این شاخه از علوم است.کشف تله های نفتی در ساختار برخوردی ایمز در تگزاس،الماس در ساختار غول پیکر پوپیگای فدراسیوم روسیه،طلا در حوضه های بوشولد و ورده فورت در آفریقای جنوبی ونیکل در ساختار سادبری کانادا تنها گوشه ای از ارزش بالقوه نمودهای برخوردی است.