Waar komen ijzermeteorieten vandaan?
In de klassieke avonturenfilm uit 1959, Journey to the Center of the Earth. Deze film is gebaseerd op het prachtige boek Voyage au Centre de la Tèrre van Jules Verne. Een team van ontdekkingsreizigers onder leiding van een zeer juiste en vindingrijke James Mason ontdekken gigantische reptielen, enorme ondergrondse grotten, oceanen en de overblijfselen van verloren beschavingen. Dit in een onderaardse wereld verborgen ver onder de aardkorst van onze planeet.
Als we daadwerkelijk zo’n reis naar het centrum van de aarde zouden kunnen maken, zou ons echte avontuur een vrij kort avontuur zijn. Omdat de kern van onze planeet een gebied van gesmolten ijzer is. De temperatuur bedraagt meer dan 4.000 ° C.
Ten slotte: De wereld verbeeld door Verne zorgt voor een spannendere film, maar zonder gesmolten planetaire kernen zouden we geen ijzeren meteorieten hebben.
Ontstaan ijzermeteorieten
Astronomen geloven dat in de beginperiode van ons zonnestelsel, meer dan vier miljard jaar geleden, alle binnenste planeten gesmolten kernen hadden.
Omdat onze aarde de grootste van de terrestrische planeten is (die grotendeels bestaat uit silicaat gesteenten. Dit in tegenstelling tot gasvormige planeten. Daarom heeft de Aarde waarschijnlijk een hogere binnentemperatuur dan onze kleinere buren, Mars en Mercurius. We weten ook dat ten minste enkele asteroïden in de Asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter ooit gesmolten kernen hadden. Deze lichamen waren de ouders van ijzermeteorieten. Hun kernen worden verondersteld te zijn verwarmd door radioactieve elementen en temperaturen te hebben bereikt rond de 1000ºC. De eminente meteoriticus Dr. Rhian Jones van het Institute of Meteoritics in Albuquerque legt bondig het resultaat uit:
“In a melted asteroid, melted rocky material and melted metal do not mix. The two liquids are like oil and water and stay separate. Metal is much denser than the rocky liquid, so metal sinks to the center of the asteroid and forms a core.”
Vertaling
“In een gesmolten asteroïde mengen gesmolten rotsachtig materiaal en gesmolten metaal zich niet. De twee vloeistoffen zijn als olie en water en blijven gescheiden. Metaal is veel dichter dan de rotsachtige vloeistof, dus metaal zakt naar het midden van de asteroïde en vormt een kern .”
Ijzer- nikkel
Het vloeibare metaal bestond grotendeels uit ijzer en nikkel, dat in een periode van miljoenen jaren zeer langzaam afkoelde. Dit resulteerde in de vorming van een kristallijne legeringsstructuur zichtbaar als het Widmanstätten-patroon [zie hieronder] in ijzer en sommige ijzerachtige. De meteorieten zijn gesegmenteerd en geëtst.
Een catastrofale gebeurtenis die leidde tot de vernietiging van sommige van deze asteroïden, zoals een botsing met een ander substantieel lichaam. Hierdoor verspreidde zich ijzeren fragmenten in de ruimte. Af en toe komen deze fragmenten onze planeet tegen en ze fladderen, smelten, door onze atmosfeer. Degenen die overleven en landen op het aardoppervlak zijn ijzeren meteorieten.
Ijzermeteoriet
Het Widmanstätten Pattern in ijzermeteorieten
In de vroege jaren 1800 ontdekte een Britse geoloog “William” Thomson een opmerkelijk patroon tijdens de behandeling van een meteoriet met een oplossing van salpeterzuur. Thomson probeerde geoxideerd materiaal te verwijderen uit een exemplaar van de palasiet Krasnojarsk. Na het aanbrengen van het zuur bemerkte Thomson een roosterachtig patroon dat uit de matrix naar voren kwam. Hetzelfde effect werd ook opgemerkt door Graaf Alois von Beckh Widmanstätten in 1808. het staat het meest bekend als het Widmanstätten-patroon, maar wordt soms ook de Thomson-structuur genoemd.
Het ingewikkelde patroon is het resultaat van extreem langzame afkoeling van gesmolten asteroïde kernen. De in elkaar grijpende banden zijn een mengsel van de ijzer-nikkel-legeringen taeniet en kamaciet. Elton Jones legt uit:
“Nickel is slightly more resistant to acid than is iron so the mineral taenite doesn’t etch as fast as kamacite, thus permitting the inducement of the Widmanstätten Pattern. Coarseness is an indication of the length of time the crystal growing process was allowed to run within the body of the asteroid. Growth of both mineral plates occurs so long as the temperature remains above 400°C and below 900°C. Generally this process is measured in declines of tens of degrees C per million years.”
Vertaling
“Nikkel is iets meer bestand tegen zuur dan ijzer, dus het minerale taeniet etst niet zo snel als kamaciet. Daardoor wordt het Widmanstätten-patroon wordt geïnduceerd. Roestvorming is een indicatie van de tijd tijdens het kristalgroeiproces binnen in een asteroïde. De groei van beide mineraalplaten vindt plaats zolang de temperatuur boven de 400 ° C en onder de 900 ° C blijft. Over het algemeen wordt dit proces gemeten in dalingen van tientallen graden Celsius per miljoen jaar. “