شهاب‌سنگ های آهنی

در اوایل تکامل اجسام والد سیارک ها، پوسته ها و گوشته ها در اثر برخوردهای بیشتر شروع به جدا شدن کردند و هسته های فلزی آن ها آشکار شد. برخوردهای مداوم در طول میلیون‌ها سال باید بسیاری از این سیارک‌ها را کاملاً تا هسته آشکارا کرده باشد. سیارک نوع M( M به معنای فلز^[1])  16 روح^[2] یک سیارک شناخته شده است که یک طیف بدون ویژگی خاص را نشان می دهد و حدود 10٪ از نوری را که به آن برخورد می کند منعکس می کند. در حال حاضر ما فقط می‌توانیم این اجرام فلزی را از فواصل دور مشاهده کنیم، زیرا هسته یک سیارک متمایز شده غیرقابل دسترس بوده مگر اینکه توسط جسم برخوردکننده دیگری کاملاً متلاشی شود. قرن‌هاست که ذره‌ها و تکه‌های آهنی که از آسمان فرو می‌ریزد نصیب ما شده است. اگر آکندریت ها از پوسته و گوشته جهان های دیگر می آیند، شهاب‌سنگ های آهنی (سیدریت ها) باید نمایانگر پایه عمیق این دنیاها باشند. به طور دقیق تر باید گفت اینها آهن هسته سیارات تفریق یافته هستند. اولین منابع آهن در دسترس بشر همین شهاب‌سنگ های آهنی بوده که به علت چکش خواری در ابزار الات اولیه آهنی مورد استفاده قرار گرفته است. نکته قابل توجه دیگر در مورد شهاب سنگ آهنی این است که شوک های حرارتی که باعث تکه تکه شدن شهاب سنگ ها می شود در آنها کمتر اتفاق می افتد و به همین دلیل نمونه های بزرگ تا چند ده تن (شهاب سنگ 60 تنی هوبا) را نیز میتوان پیدا کرد.

شهاب‌سنگ آهنی Toluca

آلیاژهای سنگ آهن نیکل شهاب‌سنگ ها

دو آلیاژ مهم آهن نیکل موجود در شهاب سنگ های آهنی  شامل کاماسیت (آهن-آلفا یا نیکل کم) و تانیت (آهن -گاما یا نیکل بالا) هستند. این دو کانی متعلق به سیستم کریستالی ایزومتریک بوده و بلورهای شش وجهی (مکعبی) را نشان می دهند. در مذاب فلزی، کاماسیت و تانیت با سرد شدن فلز مایع در دمای زیر 1370 درجه سانتیگراد شروع به تشکیل می‌کنند. اینکه کدام یک از این الیاژها تشکیل شود به میزان نیکل مذاب، دمای زمان تبلور و سرعت سرد شدن بستگی دارد. هنگامی که دما به زیر 900 درجه سانتیگراد می رسد، تانیت و کاماسیت به طور مشترک به سه میدان تقسیم می شوند. شکل7-1 نمودار فاز پایداری نیکل آهن را نشان می دهد که سه میدان پایداری کاماسیت، تانیت و کاماسیت + تانیت را برای دماها و ترکیبات مختلف نیکل پیش بینی می کند. در دمای بالای 900 درجه سانتیگراد، تنها فاز تانیت آلیاژ نیکل آهن پایدار است. اما با ادامه کاهش دما، بسته به درصد وزنی نیکل آلیاژ، پایداری به میدان تانیت + کاماسیت یا میدان کاماسیت به تنهایی تغییر می‌کند. برای مذاب حاوی بیش از 30 درصد وزنی نیکل، فقط ساختار تانیت وجود دارد. انتشار نیکل قبل از تشکیل ساختار کاماسیت متوقف می شود. در انتهای کاماسیت یا کم نیکل با ذوب 5 درصد نیکل، تمام تانیت قبل از توقف انتشار به کاماسیت تغییر می کند. بین 6 تا 13 درصد نیکل، ترکیب معدنی حاوی هر دو آلیاژ است، یعنی امکان رشد متقابل هر دو آلیاژ وجود دارد. علت مطالعه پایداری این آلیاژها صرفاً به این دلیل است که این تفاوت در ترکیب منجر به تفاوت‌های ساختاری قابل مشاهده می‌شود که براساس آن می‌توان آنها را طبقه‌بندی کرد. در طول سالیان متمادی، شهاب‌شناسان دو روش برای طبقه‌بندی شهاب‌سنگ‌های آهنی ابداع کرده‌اند. روش قدیمی‌تر بر اساس الگوهای کریستالی مشخصی است که هنگام صیقل دادن و حک شدن یک شهاب سنگ آهنی ظاهر می‌شوند. با این حال، این فقط در مورد اکتاهدریت ها، رایج ترین نوع شهاب سنگ آهنی صدق می کند. آنها کمتر از 6 درصد وزنی نیکل دارند. هنگامی که شهاب‌سنگ اسید شوی می شود، الگوی مشخصه ای از تیغه ها (صفحات) کاماسیت را نشان می دهد که با فازهای غنی از نیکل رشد می کنند. عرض صفحات کاماسیت اجازه می دهد تا اکتاهدریت ها را به شش زیر گروه ساختاری طبقه بندی کنند. از اواسط دهه 1950، یک روش شیمیایی برای طبقه‌بندی شهاب‌سنگ‌های آهنی که شامل اندازه‌گیری حضور عناصر کمیاب مانند گالیم، ژرمانیوم و ایریدیوم در نمونه‌های میکروسکوپی بود، توسعه یافت. غلظت این عناصر کمیاب در برابر محتوای کلی نیکل در مقیاس لگاریتمی ترسیم می شود.

شکل7-1- نمودار فاز پایداری آهن نیکل سه میدان پایداری کاماسیت، تانیت و کاماسیت + تانیت را برای دماها و ترکیبات مختلف نیکل نشان می‌دهد.

جدول 7-1 طبقه بندی ساختاری و شیمیایی شهاب سنگ های آهنی.

[1] – Metal

[2] – Psyche