Noong 2003–2008 isang pangkat ng mga siyentipikong Ruso at Austrian, kasama ang pakikilahok ni Heinz Kohlmann, isang sikat na paleontologist, tagapangasiwa ng Eisenwurzen National Park, pinag-aralan ang sakuna na nangyari 65 milyong taon na ang nakalilipas, nang higit sa 75% ng lahat ng mga organismo ay namatay sa Earth, kabilang ang mga dinosaur. Karamihan sa mga mananaliksik ay naniniwala na ang pagkalipol ay dahil sa pagbagsak ng isang asteroid, bagama't may iba pang mga punto ng view.

Ang mga bakas ng sakuna na ito sa mga geological na seksyon ay kinakatawan ng isang manipis na layer ng itim na luad na may kapal na 1 hanggang 5 cm. Ang isa sa mga seksyong ito ay matatagpuan sa Austria, sa Eastern Alps, sa Pambansang parke malapit sa maliit na bayan ng Gams, na matatagpuan 200 km timog-kanluran ng Vienna. Bilang resulta ng pag-aaral ng mga sample mula sa seksyong ito gamit ang isang pag-scan electron microscope Ang mga particle ng hindi pangkaraniwang hugis at komposisyon ay natagpuan, na hindi nabuo sa ilalim ng mga kondisyon ng terrestrial at nabibilang sa cosmic dust.

Space dust nasa lupa

Sa unang pagkakataon, natuklasan ang mga bakas ng cosmic matter sa Earth sa pulang deep-sea clay ng isang English expedition na nag-explore sa ilalim ng World Ocean sa Challenger ship (1872–1876). Inilarawan sila nina Murray at Renard noong 1891. Sa dalawang istasyon sa katimugang bahagi Karagatang Pasipiko sa panahon ng dredging mula sa lalim na 4300 m, ang mga sample ng ferromanganese nodules at magnetic microspheres na may diameter na hanggang 100 microns ay itinaas, na kalaunan ay natanggap ang pangalang "cosmic balls". Gayunpaman, ang mga microsphere ng bakal na nakuhang muli ng ekspedisyon ng Challenger ay pinag-aralan nang detalyado lamang sa mga nakaraang taon. Ito ay naka-out na ang mga bola ay 90% na binubuo ng bakal na bakal, 10% nickel, at ang kanilang ibabaw ay natatakpan ng manipis na crust ng iron oxide.

kanin. 1. Monolith mula sa seksyong Gams 1, na inihanda para sa sampling. Ang mga layer ay minarkahan sa mga letrang Latin iba't ibang edad. Ang transitional clay layer sa pagitan ng Cretaceous at Paleogene period (mga 65 milyong taong gulang), kung saan natagpuan ang isang akumulasyon ng mga metal microspheres at plates, ay minarkahan ng titik na "J". Larawan ni A.F. Grachev

Sa pagtuklas ng mga mahiwagang bola sa malalim na dagat clay, sa katunayan, ang simula ng pag-aaral ng cosmic matter sa Earth ay konektado. Gayunpaman, isang pagsabog ng interes ng mga mananaliksik sa problemang ito ay naganap pagkatapos ng mga unang paglulunsad. sasakyang pangkalawakan, sa tulong kung saan naging posible na pumili ng lunar na lupa at mga sample ng mga particle ng alikabok mula sa iba't ibang bahagi ng solar system. Kahalagahan nagkaroon din ng mga obra ni K.P. Florensky (1963), na nag-aral ng mga bakas ng Tunguska na sakuna, at E.L. Krinov (1971), na nag-aral ng meteoric dust sa lugar ng pagbagsak ng Sikhote-Alin meteorite.

Ang interes ng mga mananaliksik sa mga metal na microsphere ay humantong sa kanilang pagtuklas sa mga sedimentary na bato ng iba't ibang edad at pinagmulan. Ang mga metal microsphere ay natagpuan sa yelo ng Antarctica at Greenland, sa malalim na mga sediment ng karagatan at mga nodule ng manganese, sa mga buhangin ng mga disyerto at dalampasigan. Madalas silang matatagpuan sa mga meteorite craters at sa tabi nila.

AT Nung nakaraang dekada mga microsphere ng metal extraterrestrial na pinagmulan matatagpuan sa mga sedimentary rock na may iba't ibang edad: mula sa lower Cambrian (mga 500 milyong taon na ang nakalilipas) hanggang sa mga modernong pormasyon.

Ang data sa microspheres at iba pang mga particle mula sa mga sinaunang deposito ay ginagawang posible upang hatulan ang mga volume, pati na rin ang pagkakapareho o hindi pagkakapantay-pantay ng supply ng cosmic matter sa Earth, ang pagbabago sa komposisyon ng mga particle na dumating sa Earth mula sa kalawakan, at ang pangunahing pinagmumulan ng bagay na ito. Ito ay mahalaga dahil ang mga prosesong ito ay nakakaapekto sa pag-unlad ng buhay sa Earth. Marami sa mga tanong na ito ay malayo pa sa pagresolba, ngunit ang akumulasyon ng data at ang kanilang komprehensibong pag-aaral ay walang alinlangan na magiging posible upang masagot ang mga ito.

Ito ay kilala na ngayon kabuuang timbang Ang alikabok na umiikot sa loob ng orbit ng mundo ay humigit-kumulang 1015 tonelada. Bawat taon, mula 4 hanggang 10 libong tonelada ng cosmic matter ang bumabagsak sa ibabaw ng Earth. 95% ng bagay na bumabagsak sa ibabaw ng Earth ay mga particle na may sukat na 50-400 microns. Ang tanong kung paano nagbabago ang rate ng pagdating ng cosmic matter sa Earth sa paglipas ng panahon ay nananatiling kontrobersyal hanggang ngayon, sa kabila ng maraming pag-aaral na isinagawa sa nakalipas na 10 taon.

Batay sa laki ng mga particle ng cosmic dust, kasalukuyang nakikilala ang interplanetary cosmic dust na may sukat na mas mababa sa 30 microns at micrometeorite na mas malaki sa 50 microns. Mas maaga pa, E.L. Iminungkahi ni Krinov na ang pinakamaliit na fragment ng meteoroid na natunaw mula sa ibabaw ay tinatawag na micrometeorite.

Ang mahigpit na pamantayan para sa pagkilala sa pagitan ng cosmic dust at meteorite particle ay hindi pa nabuo, at kahit na gamit ang halimbawa ng seksyon ng Hams na pinag-aralan namin, ipinakita na ang mga particle ng metal at microspheres ay mas magkakaibang sa hugis at komposisyon kaysa sa ibinigay ng umiiral na. mga klasipikasyon. Halos perpektong spherical na hugis, metal na kinang at magnetic properties ang mga particle ay nakita bilang katibayan ng kanilang pinagmulan ng kosmiko. Ayon sa geochemist E.V. Sobotovich, "ang tanging pamantayang morpolohikal Ang pagtatasa ng cosmogenicity ng materyal na pinag-aaralan ay ang pagkakaroon ng mga natunaw na bola, kabilang ang mga magnetic. Gayunpaman, bilang karagdagan sa sobrang magkakaibang anyo, ang kemikal na komposisyon ng sangkap ay pangunahing mahalaga. Nalaman ng mga mananaliksik na, kasama ang mga microspheres ng cosmic na pinagmulan, mayroon malaking halaga mga bola ng ibang genesis - nauugnay sa aktibidad ng bulkan, ang mahalagang aktibidad ng bakterya o metamorphism. Mayroong katibayan na ang mga ferruginous microspheres na nagmula sa bulkan ay mas malamang na magkaroon ng perpektong spherical na hugis at, bukod dito, ay may mas mataas na admixture ng titanium (Ti) (higit sa 10%).

Russian-Austrian na grupo ng mga geologist at film crew ng Vienna Television sa Gams section sa Eastern Alps. Sa harapan - A.F. Grachev

Pinagmulan ng cosmic dust

Ang tanong tungkol sa pinagmulan ng cosmic dust ay isang paksa pa rin ng debate. Propesor E.V. Naniniwala si Sobotovich na ang cosmic dust ay maaaring ang mga labi ng orihinal na protoplanetary cloud, na tinutulan noong 1973 ni B.Yu. Sina Levin at A.N. Simonenko, na naniniwala na ang isang pinong dispersed substance ay hindi mapangalagaan ng mahabang panahon (Earth and Universe, 1980, No. 6).

May isa pang paliwanag: ang pagbuo ng cosmic dust ay nauugnay sa pagkasira ng mga asteroid at kometa. Gaya ng binanggit ni E.V. Sobotovich, kung ang dami ng cosmic dust na pumapasok sa Earth ay hindi nagbabago sa oras, pagkatapos ay B.Yu. Sina Levin at A.N. Simonenko.

Kahit na malaking numero pananaliksik, ang sagot sa pangunahing tanong na ito ay hindi maibibigay sa kasalukuyan, dahil quantitative assessments napakakaunti, at ang kanilang katumpakan ay mapagtatalunan. AT kamakailang mga panahon data mula sa isotope studies sa Programa ng NASA Ang mga cosmic dust particle na na-sample sa stratosphere ay nagmumungkahi ng pagkakaroon ng mga particle ng pre-solar na pinagmulan. Ang mga mineral tulad ng brilyante, moissanite (silicon carbide) at corundum ay natagpuan sa alikabok na ito, na, gamit ang carbon at nitrogen isotopes, ay nagpapahintulot sa amin na iugnay ang kanilang pagbuo sa oras bago ang pagbuo ng solar system.

Ang kahalagahan ng pag-aaral ng cosmic dust sa geological section ay kitang-kita. Ang artikulong ito ay nagpapakita ng mga unang resulta ng pag-aaral ng cosmic matter sa transitional clay layer sa Cretaceous-Paleogene boundary (65 million years ago) mula sa Gams section, sa Eastern Alps (Austria).

Pangkalahatang katangian ng seksyong Gams

Ang mga particle ng cosmic na pinagmulan ay nakuha mula sa ilang mga seksyon ng transitional layer sa pagitan ng Cretaceous at Paleogene (sa Germanic literature - ang K / T boundary), na matatagpuan malapit sa Alpine village ng Gams, kung saan ang ilog ng parehong pangalan sa ilang mga lugar ay nagpapakita ang hangganang ito.

Sa seksyong Gams 1, isang monolith ang pinutol mula sa outcrop, kung saan ang hangganan ng K/T ay napakahusay na ipinahayag. Ang taas nito ay 46 cm, lapad ay 30 cm sa ibaba at 22 cm sa itaas, ang kapal ay 4 cm. Para sa pangkalahatang pag-aaral seksyon, ang monolith ay hinati pagkatapos ng 2 cm (mula sa ibaba hanggang sa itaas) sa mga layer, na ipinahiwatig ng mga titik alpabetong Latin(A, B, C…W), at sa loob ng bawat layer, ang mga numero (1, 2, 3, atbp.) ay minarkahan din tuwing 2 cm. Ang transition layer J sa K/T interface ay pinag-aralan nang mas detalyado, kung saan anim na sublayer na may kapal na humigit-kumulang 3 mm ang nakilala.

Ang mga resulta ng mga pag-aaral na nakuha sa seksyon ng Gams 1 ay higit na nauulit sa pag-aaral ng isa pang seksyon - Gams 2. Kasama sa kumplikadong mga pag-aaral ang pag-aaral ng mga manipis na seksyon at mga fraction ng monomineral, ang kanilang pagsusuri sa kemikal, pati na rin ang X-ray fluorescence, pag-activate ng neutron at pagsusuri ng istruktura ng X-ray, pagsusuri ng helium, carbon at oxygen, pagpapasiya ng komposisyon ng mga mineral sa isang microprobe, pagsusuri ng magnetomineralogical.

Iba't ibang microparticle

Iron at nickel microspheres mula sa transitional layer sa pagitan ng Cretaceous at Paleogene sa Gams section: 1 – Fe microsphere na may magaspang na reticulate-hummocky surface ( itaas na bahagi layer ng paglipat J); 2 – Fe microsphere na may magaspang na pahaba na parallel na ibabaw ( Ilalim na bahagi layer ng paglipat J); 3 – Fe microsphere na may mga elemento ng crystallographic faceting at coarse cellular-network surface texture (layer M); 4 – Fe microsphere na may manipis na ibabaw ng network (itaas na bahagi ng transition layer J); 5 – Ni microsphere na may mga crystallites sa ibabaw (itaas na bahagi ng transition layer J); 6 - pinagsama-samang mga sintered Ni microspheres na may mga crystallites sa ibabaw (itaas na bahagi ng transition layer J); 7 - pinagsama-samang Ni microspheres na may microdiamonds (C; itaas na bahagi ng transition layer J); 8, 9 - mga anyong katangian mga particle ng metal mula sa transitional layer sa pagitan ng Cretaceous at Paleogene sa seksyon ng Gams sa Eastern Alps.

Sa transition layer ng clay sa pagitan ng dalawa heolohikal na mga hangganan– Cretaceous at Paleogene, pati na rin sa dalawang antas sa nakapatong na mga deposito ng Paleocene sa seksyon ng Gams, maraming mga particle ng metal at microspheres ng cosmic na pinagmulan ang natagpuan. Ang mga ito ay higit na magkakaibang sa hugis, texture sa ibabaw, at komposisyon ng kemikal kaysa sa lahat ng kilala sa ngayon sa mga transitional clay layer ng edad na ito sa ibang mga rehiyon ng mundo.

Sa seksyong Gams, ang cosmic matter ay kinakatawan ng mga pinong particle iba't ibang hugis, kung saan ang pinakakaraniwan ay ang mga magnetic microsphere na may sukat mula 0.7 hanggang 100 microns, na binubuo ng 98% purong bakal. Ang ganitong mga particle sa anyo ng mga spherules o microspherules ay matatagpuan sa malalaking dami hindi lamang sa layer J, ngunit mas mataas din, sa mga clay ng Paleocene (layers K at M).

Ang microspheres ay binubuo ng purong bakal o magnetite, ang ilan sa mga ito ay may mga impurities ng chromium (Cr), isang haluang metal ng bakal at nikel (avaruite), at purong nickel (Ni). Ang ilang mga particle ng Fe-Ni ay naglalaman ng admixture ng molibdenum (Mo). Sa transitional clay layer sa pagitan ng Cretaceous at Paleogene, lahat ng mga ito ay natuklasan sa unang pagkakataon.

Hindi pa kailanman nakatagpo ng mga particle na may mataas na nilalaman nickel at isang makabuluhang admixture ng molibdenum, microspheres na may presensya ng chromium at mga piraso ng spiral iron. Bilang karagdagan sa mga metal microsphere at particle, ang Ni-spinel, microdiamonds na may microspheres ng purong Ni, at mga punit na plato ng Au at Cu, na hindi matatagpuan sa pinagbabatayan at nakapatong na mga deposito, ay natagpuan sa transitional clay layer sa Gams.

Pagsasalarawan ng microparticle

Ang mga metal na microsphere sa seksyon ng Gams ay naroroon sa tatlong stratigraphic na antas: ang mga ferruginous na particle ng iba't ibang mga hugis ay puro sa transitional clay layer, sa nakapatong na fine-grained sandstones ng layer K, at ang ikatlong antas ay nabuo sa pamamagitan ng siltstones ng layer M.

Ang ilang mga globo ay may makinis na ibabaw, ang iba ay may reticulated-hilly na ibabaw, at ang iba ay natatakpan ng isang network ng maliliit na polygonal na mga bitak o isang sistema ng mga parallel na bitak na umaabot mula sa isang pangunahing bitak. Ang mga ito ay guwang, parang shell, puno ng mineral na luad, at maaari ding magkaroon ng panloob na konsentrikong istraktura. Ang mga metal na particle at Fe microsphere ay nangyayari sa buong transitional clay layer, ngunit higit sa lahat ay puro sa lower at middle horizon.

Ang mga micrometeorite ay mga natunaw na particle ng purong bakal o Fe-Ni iron-nickel alloy (awaruite); ang kanilang mga sukat ay mula 5 hanggang 20 microns. Maraming awaruite particle ang nakakulong sa itaas na antas ng transition layer J, habang puro ferruginous particle ang nasa ibaba at itaas na bahagi ng transition layer.

Ang mga particle sa anyo ng mga plate na may transversely bumpy surface ay binubuo lamang ng bakal, ang kanilang lapad ay 10-20 µm, at ang kanilang haba ay hanggang 150 µm. Ang mga ito ay bahagyang arcuately curved at nangyayari sa base ng transition layer J. Sa ibabang bahagi nito, mayroon ding Fe-Ni wafers na may admixture ng Mo.

Ang mga plato na gawa sa isang haluang metal na bakal at nikel ay may isang pinahabang hugis, bahagyang hubog, na may mga pahaba na grooves sa ibabaw, ang mga sukat ay nag-iiba sa haba mula 70 hanggang 150 microns na may lapad na halos 20 microns. Mas karaniwan ang mga ito sa ibaba at gitnang bahagi ng layer ng paglipat.

Ang mga plate na bakal na may mga longitudinal grooves ay magkapareho sa hugis at sukat sa Ni-Fe alloy plates. Ang mga ito ay nakakulong sa ibaba at gitnang bahagi ng layer ng paglipat.

Ang partikular na interes ay ang mga particle ng purong bakal, na may hugis ng isang regular na spiral at baluktot sa anyo ng isang kawit. Pangunahing binubuo ang mga ito ng purong Fe, bihira itong Fe-Ni-Mo alloy. Ang mga particle ng spiral na bakal ay nangyayari sa itaas na bahagi ng J layer at sa nakapatong na sandstone layer (K ​​​​layer). Isang spiral Fe-Ni-Mo particle ang natagpuan sa base ng transition layer J.

Sa itaas na bahagi ng transition layer J, mayroong ilang mga butil ng microdiamonds na sintered na may Ni microspheres. Ang mga pag-aaral ng microprobe ng mga nickel ball, na isinagawa sa dalawang instrumento (na may wave at energy dispersive spectrometers), ay nagpakita na ang mga bolang ito ay binubuo ng halos purong nickel sa ilalim ng manipis na pelikula ng nickel oxide. Ang ibabaw ng lahat ng nickel ball ay may tuldok na may natatanging mga crystallite na may binibigkas na kambal na 1–2 µm ang laki. Ang ganitong purong nickel sa anyo ng mga bola na may mahusay na na-crystallized na ibabaw ay hindi matatagpuan sa mga igneous na bato, o sa mga meteorites, kung saan ang nickel ay kinakailangang naglalaman ng malaking halaga ng mga impurities.

Kapag nag-aaral ng isang monolith mula sa seksyon ng Gams 1, ang mga purong Ni ball ay matatagpuan lamang sa pinakamataas na bahagi ng transition layer J (sa pinakamataas na bahagi nito, isang napaka manipis na sedimentary layer J 6, na ang kapal ay hindi hihigit sa 200 μm), at ayon sa sa data ng thermal magnetic analysis, ang metallic nickel ay naroroon sa transitional layer, simula sa sublayer J4. Dito, kasama ang mga bola ng Ni, natagpuan din ang mga diamante. Sa isang layer na kinuha mula sa isang cube na may sukat na 1 cm2, ang bilang ng mga butil ng brilyante na natagpuan ay nasa sampu (mula sa mga fraction ng micron hanggang sampu-sampung microns ang laki), at daan-daang nickel ball na may parehong laki.

Ang mga sample mula sa itaas na bahagi ng transition layer na direktang kinuha mula sa outcrop ay naglalaman ng mga diamante na may maliliit na particle nickel sa ibabaw ng butil. Ito ay makabuluhan na ang pagkakaroon ng mineral moissanite ay ipinahayag din sa panahon ng pag-aaral ng mga sample mula sa bahaging ito ng layer J. Noong nakaraan, natagpuan ang mga microdiamond sa transitional layer sa hangganan ng Cretaceous-Paleogene sa Mexico.

Hinahanap sa ibang mga lugar

Hams microspheres na may concentric panloob na istraktura katulad ng mga mina ng ekspedisyon ng Challenger sa malalim na dagat ng Karagatang Pasipiko.

mga particle ng bakal hindi regular na hugis na may natunaw na mga gilid, pati na rin sa anyo ng mga spiral at curved hooks at plates, ay halos kapareho sa mga produkto ng pagkasira ng mga meteorite na bumabagsak sa Earth, maaari silang ituring bilang meteoric iron. Avaruite at purong nickel particle ay maaaring italaga sa parehong kategorya.

Ang mga curved iron particle ay malapit sa iba't ibang anyo ng mga luha ni Pele - mga patak ng lava (lapilli) na itinapon sa estado ng likido mga bulkan mula sa vent sa panahon ng pagsabog.

Kaya, ang transitional clay layer sa Gams ay may heterogenous na istraktura at malinaw na nahahati sa dalawang bahagi. Ang mga particle ng bakal at microsphere ay nangingibabaw sa ibaba at gitnang bahagi, habang ang itaas na bahagi ng layer ay pinayaman sa nickel: mga particle ng awaruite at nickel microsphere na may mga diamante. Ito ay nakumpirma hindi lamang sa pamamagitan ng pamamahagi ng mga particle ng bakal at nikel sa luad, kundi pati na rin ng data ng mga pagsusuri sa kemikal at thermomagnetic.

Ang paghahambing ng data ng thermomagnetic analysis at microprobe analysis ay nagpapahiwatig ng isang matinding inhomogeneity sa pamamahagi ng nickel, iron, at kanilang haluang metal sa loob ng layer J; gayunpaman, ayon sa mga resulta ng thermomagnetic analysis, ang purong nickel ay naitala lamang mula sa layer J4. Kapansin-pansin din na ang helical iron ay nangyayari pangunahin sa itaas na bahagi ng layer J at patuloy na nangyayari sa nakapatong na layer K, kung saan, gayunpaman, mayroong ilang mga Fe, Fe-Ni na mga particle ng isometric o lamellar na hugis.

Binibigyang-diin namin na ang gayong malinaw na pagkakaiba-iba sa mga tuntunin ng iron, nickel, at iridium, na ipinakita sa transitional clay layer sa Gamsa, ay umiiral din sa ibang mga rehiyon. Kaya, sa estado ng Amerika ng New Jersey, sa transitional (6 cm) spherule layer, ang iridium anomaly ay malinaw na nagpakita sa base nito, habang ang mga impact mineral ay puro lamang sa itaas (1 cm) na bahagi ng layer na ito. Sa Haiti, sa hangganan ng Cretaceous–Paleogene at sa pinakaitaas na bahagi ng spherule layer, mayroong matalim na pagpapayaman sa Ni at impact quartz.

Background phenomenon para sa Earth

Maraming mga tampok ng natagpuang Fe at Fe-Ni spherules ay katulad ng mga bola na natuklasan ng ekspedisyon ng Challenger sa malalim na dagat na mga luad ng Karagatang Pasipiko, sa lugar ng Tunguska na sakuna at ang mga lugar ng epekto ng Sikhote-Alin. meteorite at ang Nio meteorite sa Japan, gayundin sa sedimentary mga bato ng iba't ibang edad mula sa maraming bahagi ng mundo. Maliban sa mga lugar ng Tunguska catastrophe at ang pagbagsak ng Sikhote-Alin meteorite, sa lahat ng iba pang mga kaso ang pagbuo ng hindi lamang spherules, kundi pati na rin ang mga particle ng iba't ibang morphologies, na binubuo ng purong bakal (kung minsan ay naglalaman ng chromium) at nickel-iron alloy. , ay walang koneksyon sa epekto ng kaganapan. Isinasaalang-alang namin ang hitsura ng naturang mga particle bilang resulta ng pagbagsak ng cosmic interplanetary dust sa ibabaw ng Earth - isang proseso na patuloy na nagpapatuloy mula nang mabuo ang Earth at isang uri ng background phenomenon.

Maraming mga particle na pinag-aralan sa seksyon ng Gams ay malapit sa komposisyon sa bulk chemical composition ng meteorite substance sa site ng pagbagsak ng Sikhote-Alin meteorite (ayon kay E.L. Krinov, ito ay 93.29% iron, 5.94% nickel, 0.38% kobalt).

Ang pagkakaroon ng molibdenum sa ilan sa mga particle ay hindi inaasahan, dahil maraming uri ng meteorites ang kinabibilangan nito. Ang nilalaman ng molibdenum sa meteorites (iron, stone at carbonaceous chondrites) ay mula 6 hanggang 7 g/t. Ang pinakamahalaga ay ang pagtuklas ng molybdenite sa Allende meteorite bilang isang pagsasama sa isang metal na haluang metal ng sumusunod na komposisyon (wt %): Fe—31.1, Ni—64.5, Co—2.0, Cr—0.3, V—0.5, P— 0.1. Dapat tandaan na ang katutubong molibdenum at molybdenite ay natagpuan din sa lunar dust na na-sample mga awtomatikong istasyon"Luna-16", "Luna-20" at "Luna-24".

Ang mga bola ng purong nickel na may mahusay na na-crystallized na ibabaw na natagpuan sa unang pagkakataon ay hindi kilala sa alinman sa mga igneous na bato o sa mga meteorites, kung saan ang nickel ay kinakailangang naglalaman ng malaking halaga ng mga impurities. Ang ganitong istraktura sa ibabaw ng mga nickel ball ay maaaring lumitaw sa kaganapan ng isang asteroid (meteorite) na pagbagsak, na humantong sa pagpapakawala ng enerhiya, na naging posible hindi lamang upang matunaw ang materyal. bumagsak na katawan ngunit sumingaw din ito. Maaaring tumaas ang mga singaw ng metal sa pamamagitan ng pagsabog sa mahusay na taas(marahil sampu-sampung kilometro), kung saan naganap ang pagkikristal.

Ang mga particle na binubuo ng awaruite (Ni3Fe) ay matatagpuan kasama ng mga metal na nickel ball. Nabibilang ang mga ito sa meteor dust, at ang mga natunaw na particle ng bakal (micrometeorites) ay dapat ituring bilang "meteorite dust" (ayon sa terminolohiya ng E.L. Krinov). Ang mga kristal na brilyante na nakatagpo kasama ng mga nickel ball ay malamang na lumitaw bilang resulta ng ablation (pagkatunaw at pagsingaw) ng meteorite mula sa parehong vapor cloud sa kasunod na paglamig nito. Alam na ang mga sintetikong diamante ay nakukuha sa pamamagitan ng kusang pagkikristal mula sa isang carbon solution sa isang natutunaw na metal (Ni, Fe) sa itaas ng graphite–diamond phase equilibrium line sa anyo ng mga solong kristal, ang kanilang mga intergrowth, kambal, polycrystalline aggregates, framework crystal. , mga kristal na hugis karayom, at mga hindi regular na butil. Halos lahat ng nakalistang typomorphic na katangian ng mga kristal na brilyante ay natagpuan sa pinag-aralan na sample.

Ito ay nagbibigay-daan sa amin upang tapusin na ang mga proseso ng pagkikristal ng brilyante sa isang ulap ng nickel-carbon vapor sa panahon ng paglamig nito at kusang pagkikristal mula sa isang carbon solution sa isang nickel melt sa mga eksperimento ay magkatulad. Gayunpaman, ang pangwakas na konklusyon tungkol sa likas na katangian ng brilyante ay maaaring gawin pagkatapos ng detalyadong isotopic na pag-aaral, kung saan kinakailangan upang makakuha ng sapat na malaking halaga ng sangkap.

Kaya, ang pag-aaral ng cosmic matter sa transitional clay layer sa Cretaceous-Paleogene boundary ay nagpakita ng presensya nito sa lahat ng bahagi (mula sa layer J1 hanggang layer J6), ngunit ang mga palatandaan ng isang impact event ay naitala lamang mula sa layer J4, na 65 milyon. taong gulang. Ang layer na ito ng cosmic dust ay maihahambing sa oras ng pagkamatay ng mga dinosaur.

A.F. GRACHEV Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, V.A. TSELMOVICH Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Institute of Physics of the Earth RAS (IFZ RAS), OA KORCHAGIN Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Geological Institute of the Russian Academy of Sciences (GIN RAS ).

Magazine na "Earth and Universe" № 5 2008.

ALABOK NA ESPACE, mga solidong particle na may mga katangiang laki mula sa humigit-kumulang 0.001 µm hanggang humigit-kumulang 1 µm (at posibleng hanggang 100 µm o higit pa sa interplanetary medium at protoplanetary disks), na matatagpuan sa halos lahat mga bagay na pang-astronomiya: mula sa solar system hanggang sa napaka malalayong kalawakan at mga quasar. Ang mga katangian ng alikabok (konsentrasyon ng particle, komposisyon ng kemikal, laki ng butil, atbp.) Ang cosmic dust ay nagkakalat at sumisipsip ng radiation ng insidente. Kalat-kalat na radiation na may parehong wavelength bilang radiation ng insidente na kumakalat sa lahat ng direksyon. Ang radiation na hinihigop ng butil ng alikabok ay nababago sa thermal energy, at ang particle ay karaniwang nagliliwanag sa mas mahabang wavelength na rehiyon ng spectrum kumpara sa radiation ng insidente. Ang parehong mga proseso ay nag-aambag sa pagkalipol - ang pagpapahina ng radiation ng mga celestial na katawan sa pamamagitan ng alikabok na matatagpuan sa linya ng paningin sa pagitan ng bagay at ng tagamasid.

Ang mga bagay na alikabok ay ginalugad sa halos buong saklaw mga electromagnetic wave- mula sa x-ray hanggang milimetro. Ang electric dipole radiation mula sa mabilis na umiikot na mga ultrafine na particle ay lumilitaw na gumawa ng ilang kontribusyon sa microwave radiation sa mga frequency na 10-60 GHz. Mahalagang tungkulin maglaro mga eksperimento sa laboratoryo, na sumusukat sa mga refractive na indeks, pati na rin ang spectra ng pagsipsip at mga scattering matrice ng mga particle - mga analogue ng cosmic dust grains, gayahin ang mga proseso ng pagbuo at paglaki ng refractory dust grains sa atmospheres ng mga bituin at protoplanetary disk, pag-aralan ang pagbuo ng mga molekula at ang ebolusyon ng mga pabagu-bagong bahagi ng alikabok sa ilalim ng mga kondisyon na katulad ng mga umiiral sa madilim na interstellar na ulap.

Space dust matatagpuan sa iba't-ibang pisikal na kondisyon, direktang pinag-aralan sa komposisyon ng mga meteorite na nahulog sa ibabaw ng Earth, sa itaas na mga layer atmospera ng lupa(interplanetary dust at mga labi maliliit na kometa), habang lumilipad ang spacecraft patungo sa mga planeta, asteroid at kometa (malapit sa planetary at cometary dust) at sa kabila ng heliosphere (interstellar dust). Ang mga malalayong obserbasyon sa lupa at kalawakan ng cosmic dust ay sumasakop sa Solar System (interplanetary, circumplanetary at cometary dust, alikabok malapit sa Araw), ang interstellar medium ng ating Galaxy (interstellar, circumstellar at nebular dust) at iba pang mga galaxy (extragalactic dust), pati na rin bilang napaka malalayong bagay(kosmolohikal na alikabok).

Ang mga cosmic dust particle ay pangunahing binubuo ng mga carbonaceous substance (amorphous carbon, graphite) at magnesium-iron silicates (olivines, pyroxenes). Ang mga ito ay nag-condense at lumalaki sa mga atmospheres ng mga bituin ng late spectral classes at sa protoplanetary nebulae, at pagkatapos ay inilalabas sa interstellar medium sa pamamagitan ng radiation pressure. Sa mga ulap ng interstellar, lalo na ang mga siksik, ang mga refractory particle ay patuloy na lumalaki bilang isang resulta ng pag-iipon ng mga atomo ng gas, gayundin kapag ang mga particle ay nagbanggaan at nagdidikit (coagulation). Ito ay humahantong sa hitsura ng mga shell ng pabagu-bago ng isip na mga sangkap (pangunahin ang yelo) at sa pagbuo ng mga porous na pinagsama-samang mga particle. Ang pagkasira ng mga particle ng alikabok ay nangyayari bilang resulta ng pag-spray sa shock waves, na nagmumula pagkatapos ng mga pagsabog ng supernovae, o pagsingaw sa proseso ng pagbuo ng bituin na nagsimula sa ulap. Ang natitirang alikabok ay patuloy na umuunlad malapit sa nabuong bituin at kalaunan ay nagpapakita ng sarili sa anyo ng isang interplanetary dust cloud o cometary nuclei. Kabalintunaan, ang alikabok sa paligid ng lumaki (lumang) mga bituin ay "sariwa" (kamakailang nabuo sa kanilang kapaligiran), at sa paligid ng mga batang bituin ay luma na ito (nag-evolve sa komposisyon ng daluyan ng interstellar). Ipinapalagay na ang cosmological dust, na posibleng umiiral sa malalayong mga kalawakan, ay namumuo sa ejecta ng matter pagkatapos ng mga pagsabog ng napakalaking supernovae.

Lit. tingnan sa st. Interstellar dust.

Ang space vacuum ay matagal nang isang napaka-conventional na konsepto. Ang espasyo sa pagitan ng mga planeta at maging sa pagitan ng mga bituin ay malayo sa walang laman - ito ay puno ng bagay sa anyo ng iba't ibang mga radiation, mga patlang, mga daloy elementarya na mga particle at ... mga sangkap. Karamihan sa sangkap na ito - 99% - ay gas (pangunahin ang hydrogen, in mababang antas helium), ngunit mayroon ding mga solidong particle. Ang mga particle na ito ay tinatawag ding cosmic dust.

Ito ay tunay na nasa lahat ng dako: mayroong interstellar at interplanetary dust - gayunpaman, hindi laging madaling makilala sa pagitan ng mga ito, dahil ang interstellar dust ay maaari ding makapasok sa interplanetary space... ngunit kung lalampas ka sa solar system, mas mabuti na mas malayo, makakahanap ka ng interstellar dust "in purong anyo", nang walang isang admixture ng interplanetary ... Oo, ano solar system- Ang kosmikong alikabok ay patuloy na naninirahan sa Earth, at ang bilang ay umaabot sa sampu-sampung kiloton bawat taon, mayroong kahit isang pagpapalagay na ang 24% ng alikabok na naninirahan sa loob ng dalawang linggo sa isang naka-lock na apartment ay tiyak na cosmic dust!

Ano ang cosmic dust? Gaya ng nabanggit na, ito ay mga solidong particle na nakakalat sa outer space. Ang kanilang sukat ay maliit: ang pinakamalaking mga particle ay umabot sa 0.1 micrometer (isang ikalibo ng haba ng isang milimetro), at ang pinakamaliit - sa pangkalahatan, maraming mga molekula. Komposisyong kemikal Ang interplanetary dust ay halos hindi naiiba sa komposisyon ng mga meteorites na nahuhulog sa Earth paminsan-minsan, ngunit ang interstellar dust sa planetang ito ay mas kawili-wili. Ang mga particle nito ay may - bilang karagdagan sa isang solidong core - din ng isang shell na naiiba sa lason sa komposisyon. Ang core ay carbon, silikon na mga metal, napapalibutan ito ng nuclei ng mga atom ng mga elemento ng gas, na sa mga kondisyon ng interstellar space ay mabilis na nag-crystallize ("freeze" sa core) - ito ang shell. Gayunpaman, ang mga proseso ng pagkikristal ay maaari ring makaapekto sa mga core ng mga particle ng alikabok, lalo na sa mga binubuo ng carbon. Sa kasong ito, ang mga kristal ng ... brilyante ay maaaring mabuo (ito ay kung paano naalaala ang pirata sa espasyo mula sa gawain ni Kir Bulychev, na nagbuhos ng alikabok ng brilyante sa pampadulas ng mga robot sa planetang Shelezyak!).

Ngunit hindi ito ang pinakamalaking himala na maaaring mangyari sa panahon ng pagkikristal ng carbon - habang ang mga atomo ng carbon ay maaaring pumila sa mga guwang na bola (tinatawag na fullerenes), sa loob kung saan ang mga particle ng kapaligiran ng mga sinaunang bituin ay nakapaloob ... ang pag-aaral ng naturang sangkap maaaring magbigay ng liwanag sa maraming bagay!

Kahit na ang mga particle ng cosmic dust ay napakaliit, mahirap na hindi mapansin ang mga ito kung sila ay nakolekta sa mga ulap ng alikabok. Ang kapal ng gas at dust layer ng ating galaxy ay sinusukat sa daan-daang light years, karamihan sa bagay ay puro sa spiral arms.

Sa ilang mga kaso, ang mga ulap ng alikabok ay talagang "nakakubli" sa mga bituin para sa atin, at kahit na mula sa kumpol, na sumisipsip ng kanilang liwanag - sa kasong ito, ang mga ulap ng alikabok ay mukhang mga itim na butas. Ang cosmic dust ay sumisipsip ng mga asul na sinag na pinakamaganda sa lahat, at ang mga pulang sinag ay hindi bababa sa lahat, kaya ang liwanag ng isang bituin na dumadaan sa interstellar medium na puno ng cosmic dust ay "namumula".

Saan nagmula ang lahat ng karangyaan na ito? Magsimula tayo sa katotohanan na sa una sa Uniberso mayroon lamang mga molekular na ulap ng hydrogen ... lahat ng iba pang mga elemento ay ipinanganak (at patuloy na ipinanganak) sa mga core ng mga bituin - ang mga engrande " mga fusion reactor". Ang mga kapaligiran ng mga batang bituin - mga pulang dwarf - dahan-dahang mawawalan ng bisa space, matanda na malalaking bituin, sumasabog sa dulo nito" ikot ng buhay, magtapon ng malaking halaga ng bagay sa kalawakan. Sa interstellar space, ang mga sangkap na ito (sa una ay matatagpuan sa estado ng gas) nag-condense upang bumuo ng mga matatag na grupo ng mga atomo o kahit na mga molekula. Ang ibang mga atomo o molekula ay sumasali sa mga naturang grupo, na pumapasok sa kemikal na reaksyon sa mga umiiral na (ang prosesong ito ay tinatawag na chemisorption), at kung ang konsentrasyon ng naturang mga particle ay sapat na mataas, maaari pa silang magkadikit nang hindi nabubuwag.

Ganito ipinanganak ang kosmikong alikabok ... at masasabi nating may magandang kinabukasan ito: pagkatapos ng lahat, mula sa mga ulap ng gas at alikabok na ipinanganak ang mga bagong bituin na may mga planetary system!

Maraming tao ang humahanga nang may galak sa magandang tanawin ng mabituing kalangitan, isa sa mga pinakadakilang likha ng kalikasan. Sa maaliwalas na kalangitan ng taglagas, malinaw na nakikita kung paano tumawag ang isang mahinang kumikinang na banda milky way, na may mga hindi regular na balangkas na may iba't ibang lapad at liwanag. Kung isasaalang-alang natin ang Milky Way, na bumubuo sa ating Galaxy, sa pamamagitan ng isang teleskopyo, lumalabas na ang maliwanag na banda na ito ay nahahati sa maraming mahina. kumikinang na mga bituin, na sa mata ay sumanib sa isang solidong ningning. Ngayon ay itinatag na ang Milky Way ay hindi lamang binubuo ng mga bituin at mga kumpol ng bituin, ngunit mula rin sa mga ulap ng gas at alikabok.

Ang space dust ay nangyayari sa marami mga bagay sa kalawakan, kung saan mayroong mabilis na pag-agos ng bagay, na sinamahan ng paglamig. Ito ay nagpapakita ng sarili sa infrared radiation mainit na bituin Wolf-Rayet na may napakalakas na hanging bituin, planetary nebulae, mga shell ng supernovae at mga bagong bituin. Malaking bilang ng umiiral ang alikabok sa mga core ng maraming kalawakan (halimbawa, M82, NGC253), kung saan mayroong matinding pag-agos ng gas. Ang epekto ng cosmic dust ay pinaka-binibigkas sa panahon ng radiation bagong bituin. Ilang linggo pagkatapos ng maximum na ningning ng nova, lumilitaw ang isang malakas na labis na radiation sa infrared range sa spectrum nito, sanhi ng paglitaw ng alikabok na may temperatura na humigit-kumulang K. Karagdagang

Ang interstellar dust ay isang produkto ng iba't ibang mga proseso ng intensity na nagaganap sa lahat ng sulok ng Uniberso, at ang mga di-nakikitang particle nito ay umaabot pa nga sa ibabaw ng Earth, na lumilipad sa kapaligiran sa paligid natin.

Isang paulit-ulit na nakumpirma na katotohanan - hindi gusto ng kalikasan ang kawalan ng laman. Ang interstellar outer space, na sa tingin natin ay vacuum, ay talagang puno ng gas at microscopic dust particle, 0.01-0.2 microns ang laki. Ang kumbinasyon ng mga hindi nakikitang elementong ito ay nagbubunga ng mga bagay na may napakalaking sukat, isang uri ng mga ulap ng Uniberso, na may kakayahang sumipsip ng ilang uri ng parang multo radiation mga bituin, kung minsan ay ganap na itinatago ang mga ito mula sa mga mananaliksik sa lupa.

Ano ang gawa sa interstellar dust?

Ang mga microscopic na particle na ito ay may nucleus, na nabuo sa sobre ng gas mga bituin at ganap na nakasalalay sa komposisyon nito. Halimbawa, ang graphite dust ay nabuo mula sa mga butil ng carbon luminaries, at silicate dust ay nabuo mula sa oxygen. Ito ay kawili-wiling proseso, na tumatagal ng buong dekada: kapag lumalamig, ang mga bituin ay nawawala ang kanilang mga molekula, na, lumilipad sa kalawakan, pinagsama sa mga grupo at naging batayan ng core ng isang butil ng alikabok. Dagdag pa, nabuo ang isang shell ng hydrogen atoms at mas kumplikadong mga molekula. Sa mga kondisyon mababang temperatura Ang interstellar dust ay nasa anyo ng mga kristal na yelo. Sa paglibot sa Kalawakan, ang maliliit na manlalakbay ay nawawalan ng bahagi ng gas kapag pinainit, ngunit pinapalitan ng mga bagong molekula ang mga umalis na molekula.

Lokasyon at mga ari-arian

Ang pangunahing bahagi ng alikabok na bumabagsak sa ating Galaxy ay puro sa rehiyon Milky Way. Ito ay nakatayo laban sa background ng mga bituin sa anyo ng mga itim na guhitan at mga spot. Sa kabila ng katotohanan na ang bigat ng alikabok ay bale-wala kumpara sa bigat ng gas at 1% lamang, ito ay nakakapagtago sa atin. mga katawang makalangit. Kahit na ang mga particle ay pinaghihiwalay mula sa isa't isa ng sampu-sampung metro, ngunit kahit na sa halagang ito, ang pinakasiksik na mga rehiyon ay sumisipsip ng hanggang sa 95% ng liwanag na ibinubuga ng mga bituin. Ang mga sukat ng mga ulap ng gas at alikabok sa aming system ay talagang napakalaki, ang mga ito ay sinusukat sa daan-daang light years.

Epekto sa mga obserbasyon

Tinatakpan ng mga Thackeray globules ang rehiyon ng kalangitan sa likod nila

Ang alikabok ng interstellar ay sumisipsip karamihan stellar radiation, lalo na sa asul na spectrum, pinipinsala nito ang kanilang liwanag at polarity. Ang mga maikling alon mula sa malalayong pinagmumulan ay tumatanggap ng pinakamalaking pagbaluktot. Ang mga microparticle na may halong gas ay nakikita bilang mga dark spot sa Milky Way.

Kaugnay ng salik na ito, ang core ng ating Galaxy ay ganap na nakatago at magagamit para sa pagmamasid lamang sa infrared rays. Ang mga ulap na may mataas na konsentrasyon ng alikabok ay nagiging halos malabo, kaya ang mga particle sa loob ay hindi nawawala ang kanilang nagyeyelong shell. Mga modernong mananaliksik at naniniwala ang mga siyentipiko na sila ang nagsasama, bumubuo ng nuclei ng mga bagong kometa.

Napatunayan ng agham ang impluwensya ng mga butil ng alikabok sa mga proseso ng pagbuo ng bituin. Ang mga particle na ito ay naglalaman ng iba't ibang sangkap, kabilang ang mga metal na nagsisilbing catalyst para sa maraming proseso ng kemikal.

Ang ating planeta bawat taon ay tumataas ang masa nito dahil sa pagbagsak ng inter stardust. Siyempre, ang mga microscopic na particle na ito ay hindi nakikita, at upang mahanap at pag-aralan ang mga ito, ginalugad nila ang sahig ng karagatan at mga meteorite. Ang koleksyon at paghahatid ng interstellar dust ay naging isa sa mga function ng spacecraft at mga misyon.

Kapag pumapasok sa kapaligiran ng Earth, ang malalaking particle ay nawawala ang kanilang shell, at ang maliliit ay hindi nakikitang umiikot sa paligid natin sa loob ng maraming taon. Ang cosmic dust ay nasa lahat ng dako at katulad sa lahat ng mga kalawakan, ang mga astronomo ay regular na nagmamasid sa mga madilim na linya sa mukha ng malalayong mundo.