شهاب سنگ کندریت کربنی

کندریت کربنی یا کربن دار (Carbonaceous meteorite) که به اختصار کندریت C گفته می‌شود، به دسته‌ای از شهاب‌سنگ‌های کندریتی می‌گویند که دارای مقادیری از کربن در ترکیب شمیایی خود هستند. این شهاب سنگ‌ها حاوی موادی آلی هستند که نشانه‌هایی از پیدایش حیات اولیه با خود به همراه دارند. از این رو از نظر علمی و پژوهشی از مهمترین دسته‌های شخانه‌ها به شمار می‌روند.

از نظر آماری، کمتر از ۵% از کل شهاب سنگ‌هایی که در حین سقوط مشاهده شده‌اند، کندریت کربن دار بوده‌اند. در این شخانه‌ها مقداری کربن (تا ۳%)  به صورت کربنات، آمینو اسید، گرافیت و الماس وجود دارد. این شخانه‌ها همچنین مقادیری از آب را در ترکیب خود نشان می‌دهند که در نوع خود بسیار نادر است.

تاریخچه

یک سال قبل از سقوط شهاب سنگ آلنده در مکزیک، کریستف لوی (در سال ۱۹۶۸) کانی شناس مرکز ملی تحقیقات فرانسه (CNRS) که به مشاهده‌ی میکروسکوپی شهاب‌سنگ‌های کربن دار مشغول بود، در یکی از نمونه‌ها، تجمعی از کانی‌های سفید مشاهده نمود که توجه وی را شدیداً به خود جلب کرد.

کریستف لوی با مطالعه‌ی دقیق‌تر کانی‌های سفید را مجتمعی از اکسیدهای تیتان، آلومینیوم و کلسیم اعلام کرد. چند ماه بعد اورسلا ماروین و همکارانش (۱۹۷۰) همین ویژگی را در شهاب سنگ کربنی دیگری مشاهده کردند. همه‌ی این نمونه‌ها، مدل تراکم مواد اولیه منظومه شمسی را تأیید می‌کرد. این مجموعه فشرده غنی از تیتان، آلومینیوم و کلسیم که قبلاً براساس مدل ریاضی از تراکم بالای سحابی خورشیدی (Solar nebula) پیش بینی شده بود، این بار وجود آن‌ها عملاً در آزمایشگاه به اثبات رسید.

با سقوط شهاب سنگ کربن دار آلنده در دهکده پوئبلیتو آلنده مکزیک در سال ۱۹۶۹ که حاوی اینکلوژن‌های سفید دیرگداز زیاد متشکل از اکسید تیتان، آلومینیوم و کلسیم بود، نمونه‌های بیشتری جهت مطالعه در اختیار پژوهشگران قرار گرفت. بررسی بر روی اینکلوژن‌های استثنایی نمونه‌های آلنده نشان داد که کانی‌های دیرگداز مزبور به وسیله‌ی ذرات آهن خالص احاطه شده است. همچنین مجموع آن‌ها توسط الیوین و پیروکسن محصور شده‌اند و اصطلاح اینکلوژن به همین دلیل در موردشان به کار گرفته شد.

به این ترتیب دانشمندان توانستند مراحل تراکم اولیه را از طریق مشاهده در شهاب‌سنگ‌ها به اثبات برسانند. چنان که خواهیم دید، با بررسی مقادیر عناصر کمیاب در کانی‌های شهاب سنگ آلنده، ثابت گردید اولاً، اینکلوژن‌های مزبور تقریباً فاقد مواد فرّار هستند؛ دوماً سن آنها از تمام اجرام سنگی منظومه شمسی زیادتر است. به همین دلیل ادعا شده که اینکلوژن‌های سفید، اولین کانی‌هایی هستند که در منظومه‌ی شمسی تشکیل شده‌اند.

ویژگی‌های خاص کندریت‌های کربنی

یکی از موارد استثنایی و بحث برانگیز، موضوع کندریت‌های کربنی است که از بسیاری جهات با سایر شهاب‌سنگ‌ها و حتی دیگر کندریت‌ها متفاوت هستند. این تفاوت‌ها در حالت کلی عبارتند از:

• در کندریت‌های کربنی، کانی‌های دمای بالا (یعنی کندرول‌ها)، در زمینه‌ای از سیلیکات‌های کم و بیش آبدار، سولفات و کربنات یعنی کانی‌های دما پایین قرار دارند. در این زمینه، ذرات فلزی و تروئیلیت نیز وجود دارد.
• مقدار آب در زمینه‌ی کندریت‌های کربن دار گاهی تا ۲۰ درصد وزن آن می‌رسد. این آب، موجب دگرسانی شیمیایی کانی‌های کندرول شده و ساختار اصلی آن‌ها را تغییر داده است.
• وجود آهن فلزی (عنصری، آزاد) در آن‌ها، حاکی از احیاشدگی محیط تشکیل آنها است.
• در زمینه‌ی کندریت‌های کربن دار، مواد آلی با ترکیب مشابه اسید آمینه وجود دارد، که در سنگ‌های زمینی دیده نمی‌شود.

معروف‌ترین کندریت های کربن دار

با توجه به اهمیتی که مطالعه‌ی کندریت‌های کربنی ذهن محققان را مشغول داشته، در ادامه به سه نمونه‌ی استثنایی از آن با نام‌های آلنده، مارکیسون و اورگیل به طور کوتاه اشاره خواهیم کرد.

شهاب سنگ آلنده (Allende Meteorite)

آلنده نام بزرگترین شهاب سنگ کربنی کشف شده بر روی زمین تا به امروز است. آلنده در ساعت ۰۱:۰۵ بامداد روز ۸ فوریه ۱۹۶۹ در مکزیک سقوط کرد. پس از مشاهده‌ی سقوط یک شئ نورانی، تا چندین روز جستجوها ادامه داشت؛ تا اینکه بیش از ۲ تُن از این شخانه تا شعاعی چند کیلومتری کشف و ثبت گردید. با توجه به تعداد بالای قطعات، امکان مطالعه‌ی این آسمان سنگ توسط چندین پژوهشگر فراهم شد. آلنده در طبقه‌ی CV3 قرار می‌گیرد؛ حرف C به معنای کربن، حرف C برای ویگارانا و عدد ۳ برای نوع پترولوژیک آن است.

شهاب سنگ مارکیسون (Murchison Meteorite)

سقوط مارکیسون نیز به سال ۱۹۶۹ برمی‌گردد. در ساعت ۱۰:۵۸ صبح روز ۲۸ سپتامبر، شئ‌ای نورانی در آسمان ویکتوریا (در مارکیسون استرالیا) مشاهده شد. نکته‌ی جالب در مورد این شهاب سنگ این است که در حین عبور از جو زمین منفجر شده و به سه قطعه‌ی اصلی و چند قطعه‌ی کوچکتر تقسیم شده است. پس از حدود ۳۰ ثانیه، صدای انفجار ناشی از برخورد به زمین به گوش همگان رسید. این قطعات که وزن مجموع آن‌ها به بیش از ۱۰۰ کیلوگرم می‌رسد در محدوده‌ای به مساحت ۱۳ کیلومتر مربع پراکنده شدند. مارکیسون در طبقه‌ی کندریت کربنی CM2 قرار می‎‌گیرد. که C به معنای کربن، M برگرفته از میگهای و عدد ۲ برای نوع پترولوژیک آن است.

شهاب سنگ اورگیل (Orgueil Meteorite)

اندکی پس از غروب آفتاب، طی یک بارش شهابی در ۱۴ می سال ۱۸۶۴ میلادی در نزدیکی اورگیل فرانسه حدود ۲۰ سنگ در محدوده‌ای به مساحت ۱۰ کیلومتر مربع بر روی زمین سقوط کردند. در آن زمان شیمیدان بزرگ، پروفسور فرانسوا استانیسلاس کلوز طی بررسی یکی از قطعات، عنوان کرد که این شهاب سنگ ها حاوی کربن، هیدروژن و اکسیژن هستند. وی شخانه‌ی اورگیل را بسیار مشابه پوده (تورب) دانست و عنوان کرد که این اجسام فضایی بایستی با پیدایش حیات در ارتباط باشند.

شهاب سنگ اورگیل در طبقه‌ی کندریت کربنی CI1 قرار می‌گیرد. حرف C به معنای کربن، I برگرفته از ایوونا و عدد ۱ برای نوع پترولوژیک آن است. این نوع کندریت‌های کربن‌دار دارای مقدار بسیار زیادی آب در ترکیب خود هستند. همچنین برخلاف نامی که دارند، ممکن است در بافت خود هیچگونه کندرولی نشان ندهند!

منابع:

• شهاب‌سنگ‌ها – دکتر علی درویش زاده
• آئرولیت – دنیای علوم زمین
• meteorite bulletin
• meteorite.org
• Wikipedia

نویسنده:

کامران بختی

من فارغ التحصیل زمین شناسی از دانشگاه تبریز هستم؛ عاشق پژوهش در علوم زمین 😉