Hvor sjældne mineraler dannes, når meteoritter smækker i jorden

Opdagelsen af ​​et sjældent mineral (reidit) ved Woodleigh -meteoritpåvirkningsstrukturen i det vestlige Australien blev offentliggjort i denne uge af Curtin University ærer den studerende Morgan Cox og kolleger.

Reidit - og andre mineraler - dannes undertiden, når meteoritter styrter ned i Jorden.

Dette kræver et bestemt sæt omstændigheder. Kun seks tidligere opdagelser af reidite var nogensinde blevet rapporteret.

Her er, hvad der sker, når en meteorit slår ind i Jorden.

Klipper fra rummet

Vores planet bliver kontinuerligt bombarderet af meteoritter - klipper fra rummet - og har været det siden dets dannelse for omkring fire og en halv milliard år siden.

Disse objekter omfatter stenede og metalliske asteroider, kometer og andet affald, der er tilovers efter solsystemets dannelse, stenfragmenter skubbet ud fra planetoverflader fra påvirkningshændelser og potentielt endda sjældne besøgende, der har rejst uden for vores solsystem.

Rumobjekter spænder i størrelse fra små partikler til enorme asteroider. De rejser normalt mod os med hastigheder på mange kilometer i sekundet-såkaldte hypervelociteter.

Heldigvis for os, selvom, små sten er de mest almindelige, og Jordens atmosfære bremser dem samtidigt, brænder dem væk og bryder dem op. Vi kan ofte se dette ske som ildkugler og meteorbyger. Eventuelle overlevende bidder af stenfrit fald til jordens overflade for at blive opsamlet som meteoritter.

Fireballs in the Sky -teamet på Curtin University har et fantastisk netværk af kameraer til at spore indgående ildkugler og forudsige meteoriters endelige landplads - og finde ud af, hvor i solsystemet de kom fra. De har gjort nogle store meteoritfund på denne måde.

Nogle sten finder aldrig den sidste landing. Nogle kan også producere et luftbrud - en atmosfærisk trykbølge, der kan forårsage skader som i Chelyabinsk i Rusland i 2013. Her, en asteroide på cirka 20 meters bredde og med hastigheder på 19 km i sekundet eksploderede cirka 30 km over jorden, forårsagede en eksplosion, der var stærk nok, blæse vinduer af bygninger ud i seks nærliggende byer.

For stor til at bremse

Nogle indkommende sten er for store til, at vores atmosfære kan bremse, og disse er meget mere sjældne.

Disse smækker ind i Jorden ved hypervelociteter, som giver en enorm mængde energi og forårsager slagkratere. Størrelsen på et slagkrater afhænger hovedsageligt af dimensionerne, meteoritens massefylde og hastighed.

Der er mange kendte slagkratere i Australien, såsom Wolfe Creek i Kimberly, og Gosses Bluff nær Alice Springs. Vi kender også til kratere, der nu er begravet under lag af nyere sedimentære klipper, såsom Woodleigh, Vest -Australien.

Globalt set omkring 190 slagkratere (eller deres eroderede rester) er blevet opdaget på Jorden - meget færre end forskere forudsiger skulle have dannet sig gennem hele Jordens historie.

Dette er fordi Jordens overflade er et ganske dynamisk sted, og processer med erosion og pladetektonik virker for at slette beviser for slagkratere over tid.

De kendte kratere spænder i diameter fra et par meter til et par hundrede kilometer på tværs, og varierer i alder fra et par tusinde år til cirka to milliarder år.

Ingen slagkratere har dannet sig i nyere historie, så forskere stoler på at studere gamle kratere i kombination med laboratorieforsøg og computersimuleringer for at finde ud af, hvad der sker under sådanne katastrofale hændelser.

Hastighed og tryk

En hypervelocity -indvirkningshændelse sætter impactor (det vil sige, klippen, der ankommer fra rummet) og "jordnul" målklipper under enormt pres, som formerer sig gennem Jorden som en stødbølge hurtigere end lydens hastighed.

Det er ikke ualmindeligt, at klipperne når tryk i titalls eller endda hundredvis af gigapascal - svarende til hundrede milliarder gange trykket fra Jordens atmosfære. Selv i brøkdele af et sekund, som sten bruger ved dette tryk, nogle mineraler omdannes til nye "højtryks" mineraler.

For eksempel, grafit kan danne diamanter, og mineralet zirkon kan blive til reidite - som beskrevet i det nye papir.

Når chokbølgen passerer, varmeenergi produceres ved frigivelse fra højt tryk. Dette kan opvarme stenene nok til at smelte, og i mange tilfælde fordamper meteoritten og klipperne fuldstændigt ved jorden nul.

Stødbølger forårsager også stor skade på sten. De kan bryde i fragmenter og blive skubbet højt ud i atmosfæren og endda ud i rummet, efterlader et skålformet krater.

Til sidst mister chokbølgen energi, så det bremser og bliver mindre ødelæggende, og krusninger gennem Jorden som seismiske bølger, der ligner dem, der udsendes under et jordskælv.

Jorden ændrede sig for altid

I store påvirkningshændelser - som den der forårsagede udryddelse af dinosaurerne og de 180 km tværs over Chicxulub -krateret i Mexicogulfen - skubbes kraterets centrum opad for at danne en central top- eller spidsring.

Det er ganske alarmerende at tro, at alle disse ting sker inden for få sekunder til minutter efter en påvirkning, og kan efterlade langvarige ar på jordens overflade, forårsage betydelige miljøvirkninger, og endda resultere i masseudryddelser.

Impact craters are relics of truly catastrophic events on Earth. Rare mineral formation is just one of the possible outcomes when rocks arrive from space.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.