سن (قدمت) شهاب‌سنگ‌ها

سن سقوط شهاب سنگ

شهاب‌سنگ‌ها اجرامی آسمانی و معمولاً به قدمت تشکیل منظومه شمسی هستند. هنگامی که درباره سن شهاب‌سنگ (شخانه) صحبت می‌شود، بایستی به سه نوع سن زمینی، تشعشعی و تشکیل اشاره کنیم. در ادامه به طور مفصل با هرکدام از این تعاریف آشنا خواهیم شد:

سن زمینی

قدمت زمینی، عبارت از مدت زمان سقوط شهابسنگ بر روی زمین تا این لحظه می‎باشد. به خاطر شرایط آب و هوایی زمین، شهابسنگ‌ها نیز همانند دیگر سنگ‌های زمینی دوام زیادی ندارند و بسته به اقلیم منطقه با سرعت کم یا زیاد هوازده می‌شوند. در نتیجه نهایتاً چند هزار سال در زمین دوام می‌آورند تا اینکه به بخشی از زمین تبدیل شوند.

سن زمینی شهاب سنگ

شهابسنگ‌های روی زمین از نظر نوع پیدا شدن دو دسته هستند:

شهاب‌سنگ‌های افتاده

شهاب‌سنگ‌های افتاده، به دسته‌ای از شهابسنگ‌ها گفته می‌شود که سقوط آن‌ها بر روی زمین مشاهده شده است. در نتیجه سن زمینی آنها به طور کاملاٌ دقیق مشخص است. همچنین به دلیل داشتن مشتری‌های خاص که تاریخ تولدشان با تاریخ زمینی شدن شهابسنگ یکی است (و دلایل مشابه)، قیمت بسیار بالاتری دارند.

شهاب‌سنگ‌های یافته

این دسته از شهاب‌سنگ‌ها مدت زمانی پس از سقوط بر روی زمین، یافت شده‌اند. درنتیجه سن زمینی دقیق آن‌ها هیچگاه مشخص نخواهد شد. اما با استفاده از روش‌های آنالیز پیشرفته‌ی سن سنجی می‌توان قدمت آن‌ها را با دقت نسبتاً خوبی مشخص کرد.

انجمن شهاب سنگ ایران

شهاب‌سنگ‌های فسیل شده را نیز می‌توان از روی سن نسبی سازندی که در آن قرار گرفته‌اند، تعیین سن کرد. همچنین امکان سن سنجی آزمایشگاهی بر روی آن‌ها فراهم است. این دسته از شهابسنگ‌ها معمولاً از نظر قدمت زمینی بسیار مسن هستند.

سن زمینی شهابسنگ به تنهایی ارزش علمی چندانی ندارد؛ ولی از نظر مطالعه‌ی درجه هوازدگی می‌توانند تا حدودی حائز اهمیت باشند.

سن تشعشعی

فضای کیهانی مدام در معرض عبور جریانی از ذرات پرانرژی با منشأ ناشناخته است که فراوان‌ترین و پرانرژی‌ترین آن‌ها پروتون است. منشأ این ذرات دقیقاً مشخص نیست؛ ولی به طور حتم از خارج از منظومه شمسی به فضای آن ورود می‌کنند. لازم به ذکر است که از خورشید نیز تشعشعاتی با انرژی کمتر ساطع می‌شود.

سن تشعشعی شهاب سنگ

پروتون‌های مورد بحث با انرژی زیاد خود در ماده نفوذ می‌کنند و موجب واکنش‌های هسته‌ای می‌شوند. بعضی از عناصر را تغییر می‌دهند و بعضی از ایزوتوپ‌ها را به عنصر دیگر تبدیل می‌کنند. با این وجود عمق نفوذ در نمونه چندان زیاد نیست و کمتر از چند دسی‌متر خواهد بود.

به این ترتیب هر سنگ منفرد و جدامانده در کیهان، تحت تأثیر این جریان‌های پرانرژی کیهانی قرار می‌گیرد. ولی سنگی که در داخل یک جسم سیاره‌ای قرار داشته باشد در معرض این تابش قرار نمی‌گیرد. در نتیجه تغییری در نتیجه ایزوتوپ آن ایجاد نمی‌شود.

عکس این قضیه نیز صادق است. مثلاً وقتی ترکیب ایزوتوپی یک سنگ بسیار نامتعارف باشد، می‌توان نتیجه‌ی قطعی گرفت که سنگ مذکور به صورت جدا در کیهان وجود داشته است و تحت تأثیر تشعشعات کیهانی قرار گرفته است.

در شخانه‌های آهنی که ترکیب ایزوتوپی کلسیم و پتاسیم آن‌ها بسیار نامتعارف باشد، یقیناً این دو عنصر از یک واکنش ساده‌ی هسته‌ای به وجود آمده‌اند. هر قدر مدت زمان تابش بیشتر باشد، عنصر ایزوتوپی حاصل نیز زیادتر خواهد بود. پس با تعیین نسبت ایزوتوپی، می‌توان مدت زمان تأثیرات تشعشعی را به دست آورد. این قدمت را سن تشعشعی (age of irradiation) می‌گویند. با به دست آوردن این سن، می‌توان زمان قطعه‌قطعه شدگی سنگ را به دست آورد؛ و این سنی است که شهاب سنگ مذبور به صورت مجزا در معرض تابش‌های کیهانی قرار گرفته است.

نتایج جالب سن تشعشعی

برخی از نتایج سن تشعشعی شهاب‌سنگ‌ها بسیار جالب توجه است؛ مثلا قدمت تابشی کندریت ها و آکندریت‌ها بین ۲۰ تا ۱۵۰ میلیون سال است؛ در حالی که این سن برای شهابسنگ‌های آهنی از ۵۰ میلیون تا ۲ میلیارد سال متفاوت است. ضمناً شهابسنگ‌های فوق‌الذکر اکثراً دارای سن تشکیل حدوداً ۴٫۵ میلیارد سال هستند.

علاوه بر این، دامنه تغییرات زیاد در داده‌های سن تشعشعی نشان می‌دهد که قطعه‌قطعه شدگی از چند میلیارد سال پیش تاکنون به کرات رخ داده است. ولی تفاوت قدمت تابشی شهاب‌سنگ‌های آهنی با انواع سنگی را می‌توان تاحدودی به مقاومت بیشتر آهن نسبت به سیلیکات در برابر شکستن مربوط دانست.

سن تشکیل

سن اصلی اکثر شهاب سنگها حدود ۴٫۵ میلیارد سال است. یعنی همزمان با تشکیل خورشید اولیه و تکوین سیارات منظومه شمسی. این مورد نشان می‌دهد که سیارک‌ها نیز مانند سایر ارکان منظومه شمسی از منشأ واحدی به وجود آمده‌اند.

سن قدیمی‌ترین سنگ‌های سیاره زمین حدود ۴٫۲ میلیارد سال است. البته این نوع سنگ‌ها بسیار کمیابند؛ چراکه زمین یک سیاره پویا است و پوسته زمین بر اثر عوامل فرسایش، آتشفشان و تکتونیک ورقه‌ای مدام در حال تغییر و تجدید است. سن ۴٫۲ میلیارد سال سنگ‌های زمینی مروبط به کانی زیرکن است که به صورت زنوکریست (بیگانه بلور) در سنگ‌های جدیدتر وارد شده است. با جداکردن این بلورها و تعیین سن در آزمایشگاه‌های پیشرفته، عدد ۴٫۲ میلیارد سال به دست آمده است.

شهاب سنگ آلنده کندریت کربنی
شهاب سنگ کندریت کربنی آلنده

برای ارزیابی سن منظومه شمسی، پژوهشگران از شهاب سنگ ها استفاده می‌کنند. آنها عقیده دارند شخانه‌ها همزمان با آغاز تراکم در ابر خورشید اولیه به وجود آمده‌اند. آلنده قدیمی‌ترین شهابسنگی است که تاکنون شناخته شده و ۴٫۵۶۷ میلیارد سال قدمت دارد.

سن تشکیل انواع شهاب سنگ

  • سن اکثر شهابسنگ‌ها حدود ۴٫۵ میلیارد سال به دست آمده است. شهابسنگ‌های آهنی، سنگی آهنی و گروه کندریت، همگی دارای قدمت یاد شده هستند. به این دسته از سنگ‌های آسمانی، شهابسنگ‌های کمربند سیارکی نیز گفته می‌شود.
  • شهابسنگ‌های قمری (ماه) معمولاً بین ۲٫۹ تا ۴٫۵ میلیارد سال سن دارند.
  • شهاب سنگ های مریخی جوان‌ترین گروه در میان شهاب سنگ‌ها هستند و سن تشکیل نمونه‌های کشف شده‌ی آن‌ها به ۱۶۰ تا ۲۰۰ میلیون سال می‌رسد.
آکندریت قمری ظفار
آکندریت قمری ظفار ۳۰۲

البته با توجه به تعداد بسیار اندک شهاب‌سنگ‌های نوع آکندریت (قمری و مریخی) که تاکنون یافت شده‌اند، داده‌های آماری سن‌سنجی آنها می‌تواند در آینده تغییرات چشمگیری را داشته باشد.

منابع:

  • آئرولیت – دنیای علوم زمین
  • کتاب شهاب‌سنگها – دکتر درویش‌زاده
  • meteorites.com
  • lpi.usra.edu

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

هفده − 17 =