Szklenár Tamás: A Nakhla meteorit

1911. június 8-án, megközelítőleg reggel 9 órakor az egyiptomi Abu Hommos tartomány El Nakhla El Bahariya falujának lakosai fényes tűzgömbre lettek figyelmesek, amely a beszámolók alapján az égbolton fehér csóvát húzva, több robbanás kíséretében végül lehullott a felszínre. A friss meteorit több darabja mélyen beágyazódott a talajba, a 4,5 kilométer átmérőjű szórásmezőn körülbelül 40 darabot gyűjtöttek össze. Ezek mérete 20 és 1813 gramm közötti volt, az eredeti össztömeg jelenleg is hivatalos adata pedig 10 kilogramm. A töredékekből, darabokból hamar eljutott a különböző múzeumokba, többek között a kairói, párizsi, berlini és a Smithsonian intézményekbe érkeztek minták. A British Múzeum is megszerzett két jelentős méretű töredéket, ezeket Ezbet Abdel Malek közelében találták.

A Nakhla egy darabja a Londoni Természettudományi Múzeumban (a szerző felvétele).

A meteorit vizsgálata során az egyértelműen vulkanikus eredetű bazalt kőzetről megállapították, hogy valószínűsíthető a marsi eredet. Később a Nakhla nevet kapta és névadó típusává vált a nakhlit meteoritoknak. A marsi meteoritoknak jelenleg öt csoportját ismerjük, a három fő típus kapta az ismert SNC elnevezést, utalva a shergottit, nakhlit és chassignit csoportokra. Emellett további két olyan marsi meteoritot ismerünk, amelyek összetételük alapján nem sorolhatóak be a három főcsoportba, ezek az ALH84001 (ortopiroxén) és az NWA7034 (bazalt breccsa) meteoritok.

A Nakhla anyaga augitben gazdag, megszilárdult bazaltláva, amely egy 1.3 milliárd évvel ezelőtt lezajlott marsi vulkanikus folyamatból származik. Az elemzések kimutatták, hogy 620 millió évvel ezelőtt vizes átalakuláson esett át. Ez a jellemzője az, ami igazán különlegessé tette a Nakhlát és a nakhlit csoportot, mivel az anyag elemzése egyértelműen megmutatta, hogy egykor a Mars bolygó felszínén is megtalálható volt a folyékony halmazállapotú víz. A Naprendszer korát ismerve, lényegében a közelmúltban, mintegy 10.75 millió évvel ezelőtt egy aszteroida becsapódása következtében lökődött ki a Mars ezen anyaga a bolygóközi térbe, majd a 20. század elején pályája keresztezte a Földét és meteoritként annak felszínre hullott.

Anyagának kutatásában nagy szerepet játszott a már említett British Múzeum. A hullás után gyorsan, 1913-ban szerezte be a töredékeket, amelyeket kiváló körülmények között tartottak.1998-ban egy nagy méretű, 641 gramm tömegű (BM1913,25 múzeumi jelölésű) darabot küldtek el a Johnson Űrközpontba (JSC). A darabot kettévágták, az egyik felet visszaküldték a múzeumba, a másik félből pedig az elkövetkező években több tucat tudóscsoport kapott mintákat, vékonycsiszolatokat. A különálló kutatások miatt is igen fontos volt, hogy egyazon töredékből származtak a minták, így finomítva később az eredményeket.

A Nakhla szórásmezejéről készült korabeli térkép.

1999-ben jelentették be, hogy a Nakhla anyagában aminosavakat találtak, a kutatások többek között aszparaginsav, glutaminsav, glicin, alanin és gamma-aminovajsav jelenlétét mutatták ki. Habár nem zárható ki teljesen, hogy némelyik aminosavat eredetileg is tartalmazta a marsi kőzet, igen valószínű a földi eredet. A Nakhla egy régóta földművelés alatt álló területen hullott le, amelyet a Nílus áradásai rendszeresen elöntöttek, egészen az 1970-es évekig, az Aswan magasgát felépítéséig. A kutatók talajmintákat vettek és ezek elemzése igen nagy arányú egyezést mutatott a Nakhlában talált aminosavakkal. Mivel a lehullott kőzeteket pár órán, illetve napon beül begyűjtötték, világossá vált, hogy a földi környezet mennyire gyorsan képes alakítani a meteoritok, főleg a marsról származó minták összetételét. Ez a kutatás hívta fel a figyelmet arra, hogy az aminosav szennyezés milyen komoly problémát jelent azon küldetések számára, amelyek más égitestekről kívánnak mintákat visszajuttatni a Földre.

A Nakhla és a nakhlit típusba tartozó további meteoritok a legkevésbé sokkolt marsi minták. A névadó meteorit különösen érdekes a benne foglalt víztartalom miatt. Egy 2012-ben publikált kutatásnak éppen ez volt a célja, hogy pontosan megmérje és feltérképezze a Nakhlában található víz jellemzőit. Mint ismeretes, a Mars nem rendelkezik a földihez hasonló lemeztektonikai tulajdonságokkal, így a vulkanikus tevékenységek során felszínre kerülő magma később nem került vissza a mélybe. A magmás anyagok vizsgálata emiatt lehetővé tette, hogy éppen ez a meteorit alapján határozzák meg a marsi köpeny, illetve magma víztartalmát. A lemeztektonikai körforgás hiányában a magmára nem gyakoroltak hatást a felszíni folyamatok, így feltételezhető volt, hogy a később megszilárdult láva az eredeti, ősi köpeny állapotát tükrözi.

A kutatás során ion-mikroszondás vizsgálatokkal ellenőrizték a Nakhla anyagában a deutérium-hidrogén arányát. Mivel a Nakhlát a hullás után hamar begyűjtötték, a földi mállás nem, vagy csak igen kis mértékben érintette, így kiváló alanya lett az ősi marsi állapotok meghatározásában. Annak ellenére, hogy egészen bizonyosak voltak abban, hogy földi víz nem érintette a mintákat, az eredmények azt mutatták, hogy ez a marsi bazalt lényegében ugyanolyan deutérium-hidrogén aránnyal rendelkezik, mint a Föld köpenye. Az eredmény alapján valószínűsíthető, hogy bolygónk és a Mars vízkészlete ugyanazon forrásból származik. Más égitestek, mint a 103P/Hartley 2 üstökös, illetve a szenes kondrit meteoritok anyagának deutérium-hidrogén aránya arra enged következtetni, hogy ezek voltak a két bolygón lévő víz forrásai. A kutatás eredményei alátámasztják a dinamikus Naprendszer modelleket, többek között azt is, hogy a Jupiter pályaváltozásai járultak hozzá a vizet tartalmazó égitestek belső bolygók felé sodródásához.

A Nakhla egy töredéke, Kormos Balázs meteoritgyűjtő gyűjteményéből.

Egy másik igen különleges tulajdonsága ennek a marsi eredetű meteoritnak a szerves anyagok jelenléte. A 2000. február 8-án publikált kutatás során hidroklór savban feloldott minták szerves anyag tartalmának mintegy 75 százaléka bizonyosan a Marsról származik és igen nagy hasonlóságot mutat a CM2 típusba tartozó meteoritok ilyen tulajdonságaival. Emiatt valószínűsíthető az egykori meteorit és üstökös becsapódások által a bolygó felszíni rétegeivel való anyagkeveredés.

A nakhlitok a jelenleg ismert 232 marsi meteorit egy kisebb csoportját alkotják, amely a cikk írásakor 21 tagot számlál. A Nakhla a gyűjtők számára nehezen beszerezhető, igen ritkán bukkan fel nemzetközi körökben. Cikkünkhöz Kormos Balázs hazai meteoritgyűjtő példányát csatoltuk.

Szklenár Tamás

Felhasznált irodalom:

Magmatic water in the martian meteorite Nakhla – L.J. Hallis, G.J. Taylor, K. Nagashima, G.R. Huss  – Earth and Planetary Science Letters, 2012. 09. 27.

Water content in the Martian mantle: A Nakhla perspective – Franz A. Weis, Jeremy J. Bellucci, Henrik Skogby, Roland Stalder, Alexander A. Nemchin, Martin J. Whitehouse – ScienceDirect, 2017. 05. 27.

Isotopic evidence for extraterrestrial organic material in the Martian meteorite, Nakhla

A. J. T. Jull,* J. W. Becl, and G. S. Burr – NSF Arizona Accelerator Mass Spectrometer Laboratory, University of Arizona, Tucson, AZ 85721, USA – 2000. 05. 16.

Amino acids in the Martian meteorite Nakhla – Daniel P. Glavin, Jeffrey L. Bada, Karen L. F. Brinton, Gene D. McDonald –  Proc. Natl. Acad. Sci. USA,Vol. 96, pp. 8835–8838, 1999. augusztus

The Nakhla meteorite – Smithsonian Insider

Nakhla meteorite – https://en.wikipedia.org/wiki/Nakhla_meteorite

THE 100th ANNIVERSARY OF THE FALL OF NAKHLA: THE SUBDIVISION OF BM1913,25

Szklenár Tamás: A Shergotty meteorit

A meteoritika iránt érdeklődők, illetve gyűjtők számára különleges csoportot alkotnak a marsi meteoritok. Ezek a kőzetek a régmúltban, a Mars bolygón történt becsapódások eredményei, amely során az égitest kirobbant anyaga elérte a szökési sebességet és a bolygóközi térbe került. Naprendszerbeli keringése során később keresztezte bolygónk pályáját és amennyiben átvészelte a légkörön való áthaladás heves pillanatait, meteoritként esett a földre.

A marsi meteoritokra gyakran az SNC jelzővel hivatkozunk. A Shergotty, Nakhla és Chassigny meteoritok névadói a shergottit, nakhlit és chassignit típusoknak. Jelenleg a marsi meteoritok öt csoportját ismerjük, az SNC csoportokba tartozók mellett megkülönböztetünk ortopiroxén (ALH 84001) és bazalt breccsa (NWA 7034 – „Black Beauty”) típusokat is, mivel azok jellemzőik alapján nem sorolhatóak a már említett SNC alapcsoportokba.

Ezen cikk tárgya a marsi meteoritok egyik névadója, a Shergotty, amely hullását 1865. augusztus 25-én, reggel 9 órakor látták India Bihar államának Gaya tartományban. A Shergotty (ma Shergati) település mellett lehullott 5 kilogramm tömegű kőzetet lényegében azonnal begyűjtötték. A fő tömeg jelenleg Calcuttai Földtudományi Múzeumban található, lásd itt.

A vizsgálatok szerint a kőzet mintegy 4.1 milliárd évvel ezelőtt keletkezett marsi magmából származik. Anyagának összetevőit, jellemzőit az elmúlt közel 150 évben több kutatás is vizsgálta (pl.: Tschermak 1872; Binns 1967; Duke 1968; Smith and Hervig 1979; Stolper és McSween 1979; Nakamura et al. 1982; Jagoutz and Wänke 1986; Stöffler et al. 1986; Lundberg et al. 1988; McSween és Treiman 1998, illetve sokan mások).

Egy 1984-ben, J.C. Laul által megrendezett nemzetközi konzorcium döntése alapján a fő tömeg körülbelül 30 grammos darabját igen részletes vizsgálatoknak vetették alá.

A Shergotty anyaga főleg fakó szürkés, zöldes piroxén ásványok, melyek szerkezete között átlátszó, üvegszerű maszkelinit (maskelynit) található, amely a földpátos anyagrészek helyére került. A maszkelinitet először a Shergotty meteoritban találták meg, a vizsgálatok szerint a plagioklász földspát átolvadt és újrakristályosodott változata, amely közepes-magas nyomáson (kb. 300Kbar), illetve gyors lehűlés során jön létre. Első leírása 1872-ben történt G. Tschermak által, később M.H.N. Story-Maskelyne brit geológusról került elnevezésre. A maszkelinit meteoritokban, illetve impakt kőzetekben (pl. Manicougan, Cleanwater Rest kráterek) fordul elő.

A meteorit anyagát mikroszkóp, illetve keresztpolarizált fény alatt vizsgálva feltűnik az átolvadt és újrakristályosodott szerkezet. A piroxén szemcsék átlagos mérete 0.46 mm, a piroxén és maszkelinit határsávok között vasban dús részletekkel. Emellett kalcium, magnézium, lítium, berillium, illetve magnetit, foszfátok, stb. nyomait is megtalálták. Müller 1993-ban végzett vizsgálata szerint a kristályosodás igen gyorsan zajlott le, a mikrostruktúrák alapján körülbelül 40-60 méter vastag lávarétegben. Egy évvel későbbi kutatási eredmények szerint a Shergotty anyaga vizes átalakuláson is átesett, deutérium nyomait (amphibole ásványokban) vélték felfedezni.

A Shergotty meteorit eredeti megtalált tömege 5 kilogramm volt, a fő tömeg (main mass) 3600 gramm tömegű. Ebből természetesen levágásra került némi mennyiség a különböző kutatások számára. Nagyobb darabjait megtaláljuk többek között a bécsi (211gr), londoni (109gr), párizsi (91gr), USNM (270gr), stb. természettudományi múzeumokban. A Budapesti Természettudományi Múzeum is rendelkezett egy jelentős 77 gramm tömegű töredékkel, azonban ez megsemmisült az 1956-os forradalomban. Amennyiben összeadjuk az összes ismert gyűjteményi darabot, közel fél kilogramm hiányzik az eredeti 5 kilogrammos tömegből. Ez lehet természetesen az eredeti hullási tömeg mérési eredménye is.

A Shergotty egy rendkívül érdekes jellemzőkkel bíró marsi meteorit, magángyűjteményekben igen ritka, a cikk szerzőjének is csak mikrotöredék található gyűjteményében. Az érdeklődők több érdekes cikket találhatnak, ezek foglakoznak a kutatási eredmények összefoglalásával, a nagyobb szeletek, töredékek pedig megtekinthetőek az említett múzeumokban.

Szerző: Szklenár Tamás

Fő források:
https://curator.jsc.nasa.gov/antmet/mmc/shergot.pdf
https://www.lpi.usra.edu/meteor/metbull.php?code=23530
https://en.wikipedia.org/wiki/Shergotty_meteorite

…és egyéb további oldalak.

A Bristol impakt réteg

1973-ban az angliai Bristol városához közeli Churchwood bányában parányi glaukonit gömböcskékkel teli rétegeket találtak triász kori Mercia agyagpalában (Mercia mudstone group). A réteget Anthony Kirkham írta le először, és a vizsgálatok során a gömböcskék körüli sokkolt kvarc jelenlétéből arra következtetett, hogy a zöld, üveges anyagrészecskék mikrotektitek. A tektitek, mikrotektitek meteorit becsapódás eredményei, melynek következtében a megüvegesedett földi anyag – akár nagyobb távolságra is – kilökődik.

Bristol város elhelyezkedése az Egyesült Királyság területén. (Google Maps)

A réteg korát az első elemzések során a késő karbon és késő triász korszakok közé sorolták be, ezt később finomították. A jelenleg megállapított érték alapján a bristoli réteg kora hozzávetőlegesen 214 millió év. A helyszín környezetében nincsen becsapódási kráter, ennek megtalálásához az idős képződmény miatt már számba kellett venni a kőzetlemezek elmozdulását is. A legvalószínűbb jelölt a jelenleg Kanadában, Quebec tartományban található Manicouagan kráter, amely 100 kilométeres átmérőjével a legnagyobb fennmaradt becsapódási kráterek közé tartozik. Ebben a korszakban az Észak-amerikai és az Eurázsiai kőzetlemezek még közösen alkották Laurázsiát, szétválásukra a Kréta földtörténeti korban került sor, mellyel megkezdődött az Atlanti-óceán születése is.

A Manicouagan becsapódási kráter Kanadában, a felvétel a Nemzetközi Űrállomásról készült.

A bánya évek óta lezárt, életveszélyes terület, a megtalált impakt réteg a bányászati kitermelés áldozatává vált. A hetvenes években feltárt mezőből származó minták így kimerültek, lényegében a teljes mennyiség intézetekhez, illetve magángyűjtőkhöz került, további új anyagdarabok beszerzésére már nem volt lehetőség. Ezt változtatta meg egy lelkes brit gyűjtő, Luther Jackson, aki 2016-ban az eredeti, mára lezárt bánya közelében lévő, még aktív kitermelési területen újra felfedezett egy réteget, erről az eseményről pedig egy hosszabb cikk jelent meg 2017-ben a Space Rocks magazinban. Az ezen cikkhez csatolt képeken is ebből a rétegből származó minta látható.

A Bristol impakt rétegből származó minta, a szerző gyűjteményéből.

A Bristol impakt rétegből származó kőzetminták legérdekesebb részlete a tömérdek kicsiny, alig 1 milliméteres zöld mikrotektit gömböcske, amelyek kisebb-nagyobb csoportban, szétszórva láthatóak. Emellett sokkolt kvarc, sokkolt biotit és összetört gránát nyomai láthatóak a különböző mintákon. Személyes találkozónk során Luther is élvezettel mutatta meg különböző mintáit, remélem másoknak is felhívja figyelmét ez a kevéssé ismert impakt anyag.

Szklenár Tamás