Как определяют возраст земной коры лунных пород метеоритов кратко
Обновлено: 05.07.2024
Железные метеориты, как уже говорилось, легче обнаруживаемые, легко ржавеют и приобретают бурый цвет. Форма их всегда неправильная, а поверхность, если она еще не успела окислиться, покрыта гладкой черной корой — окалиной. Эта тонкая корочка получается от плавления наружного слоя метеорита во время его падения в воздухе. Метеорит летит, однако, так быстро, что при сколько-нибудь значительной массе не успевает прогреться внутри, а расплавленная его поверхность застывает в тончайшую корочку уже на последней стадии его (замедленного) падения, даже до падения на землю. Температура метеорита при падении и полете почти та же, как и во время его движения мимо Земли. Это — температура тела, нагреваемого Солнцем на расстоянии Земли. Температура эта составляет около 4° выше нуля. Вопреки фантастическим рассказам, внутренность метеоритов не раскалена и не охлаждена до абсолютного нуля (т. е. до 273° мороза).
Полированная и протравленная слабой кислотой поверхность метеоритного железа покрывается рисунком, напоминающим изморозь на окнах и обусловленным особенностями кристаллической структуры этого железа. Этот рисунок называют видманштеттеновыми фигурами, и он безошибочно помогает отличить метеоритное железо от самородного или от выплавленного из руды.
Каменные метеориты покрыты обычно черной же тонкой стекловидной корочкой, иногда матовой, иногда блестящей. Она выветривается и окисляется, если метеорит долго лежит на открытом воздухе или в земле, и тогда отличить метеорит от земного камня еще труднее. Внутри, на изломе, метеорит бывает разного вида. Чаще всего он серый, иногда с круглыми зернышками особого строения (их называют хондрами) и с металлическими блестками.
Полированная поверхность метеорита, рассматриваемая под микроскопом, представляет для специалиста особую характерную структуру, отличающую ее от земного камня, хотя не только химический, но и минералогический составы у них очень сходны. Таким специалистом является уже не астроном, а минералог, вернее, петрограф 1 , и притом специально изучающий метеориты. При содействии академиков В.И. Вернадского и А.Е. Ферсмана в СССР образовалась целая школа таких специалистов по метеоритам: П.Л. Драверт, П.Н. Чирвинский, Л.А. Кулик и другие. В ведении астрономов метеорит находится собственно лишь до тех пор, пока он является небесным телом, т. е. находится вне Земли. Астроном еще может встретить такого гостя на пороге своего дома — Земли, т. е. он может определить его траекторию в атмосфере, но разбираться в подробностях структуры камней — для этого надо иметь другое специальное образование и большой опыт в изучении камней и минералов. Наука петрография в итоге детального изучения метеоритов делит их по структуре на множество классов, отличающихся разными особенностями.
Рис. 106. Видманштеттеновы фигуры на полированной поверхности железного метеорита, протравленной кислотой.
Мы уже приводили средний химический состав каменных метеоритов, несколько меняющийся от метеорита к метеориту. В основном же они состоят из кислорода (36,3% по массе), железа (25,6%), кремния (18,0%) и магния (14,2%). Остальные химические элементы (всё те же, но не все те, какие нам известны на Земле) содержатся в количестве одного процента и долей процента. В общем их состав сходен с химическим составом земной коры, особенно если рассматривать глубинные горные породы. По сравнению с ними в земных горных породах больше кремния и кислорода, но меньше железа и магния. Место последнего на Земле в минералах как бы занимает алюминий, но, по-видимому, чем глубже внутрь Земли, тем больше состав земных слоев походит на состав метеоритов.
Железные метеориты, кроме железа (91%) и никеля (8%), содержат еще кобальт (0,7%), фосфор (0,2%) и в еще меньших количествах — серу, углерод, хром и медь.
Золота, о котором уже упоминалось выше, содержится всего лишь 0,0004%, т. е. если бы из всех собранных на Земле метеоритов можно было бы извлечь золото, то его не набралось бы и одного килограмма. Однако и это сделать практически невозможно, так как золото в метеоритах распылено; да и смысл в этом был бы такой же, как добывать средства к жизни продажей булавок, оброненных дачниками среди осенних листьев в лесу.
Интересно, что в 1946 г. советским петрографом Л.Г. Кваша под руководством академика А.Н. Заварицкого в одном из метеоритов было найдено 8% воды, входящей, впрочем, в состав минералов, а не свободной.
Еще меньше, чем золота, метеориты содержат радиоактивных элементов — урана, радия, тория и других, причем самого радия — 0,00000000001%, или в 20 раз меньше, чем есть его в горных породах. Однако нахождение этого ничтожного количества радиоактивных элементов в метеоритах несравненно важнее, чем нахождение в них золота или алмазов, будь их там даже в сто раз больше, чем есть в действительности.
Уран и торий, самопроизвольно распадаясь, превращаются, как известно, в другие химические элементы, выделяя при этом тепло, электроны, рентгеновские лучи и атомы гелия. В конце же этой цепи атомных превращений лежит свинец, который уже не обнаруживает склонности распадаться дальше.
Сколько бы урана не было в наличии, за 4560 миллионов лет половина его атомов распадается, т. е., например, от грамма урана через 4560 миллионов лет останется половина (полграмма). Из этой половины через следующие 4560 миллионов лет останется опять половина, т. е. ¼ г. То же проделывает и торий, но более лениво, распадаясь наполовину за 13000 миллионов лет, а радий (промежуточный продукт распада урана), наоборот, гораздо более энергично: половина от него останется уже через 1600 лет.
Легкие атомы гелия, выбрасываясь из недр тяжелых атомов радиоактивных элементов, накапливаются в твердой массе, их содержащей. Нетрудно определить, сколько гелия должно накопиться в результате распада, скажем, 1 г урана. Но в таком случае легко подсчитать, сколько же времени длится распад урана в данном камне, если к настоящему времени его в камне столько-то граммов, а гелия столько-то граммов. Очевидно, торий и уран распадаются в каждом камне столько времени, сколько они в нем находятся, т. е. с того времени, как камень образовался, скажем, после того как он затвердел из расплавленной массы, из которой гелий не мог улетучиваться и из которой уран тоже не мог как-либо удалиться. После затвердения каменистой массы уран и продукты его распада оказались пожизненно заключенными в нее, как в тюрьму.
Таким образом, соотношение гелия и урана, находимых в камне, определяет возраст камня и притом с относительной точностью, пожалуй, большей той, с какой мы можем по виду человека оценить его возраст.
Этим способом определен возраст разных земных горных пород и найдено, что самые древние из них в земной коре имеют возраст в 3—3½ миллиарда лет. Таков же и возраст твердой земной коры, возраст весьма почтенный.
Панет и его сотрудники проделали чрезвычайно трудное определение содержания урана и гелия во многих метеоритах, — трудное потому, что их там крайне мало. Полученные результаты для нескольких десятков метеоритов привели к неожиданному заключению.
Мы не говорили, между прочим, еще ничего о минералогической и петрографической структуре пришельцев с неба.
Действительно, одни и те же атомы могут образовать различные молекулы, соединяясь в разных комбинациях, и тем более из них могут быть построены более сложные соединения, называемые минералами.
Основные минералы, из которых состоят каменные метеориты, известны и широко распространены на Земле. Надеюсь не утомить вас, перечислив, например, такие, как оливин, пироксен, полевой шпат, плагиоклаз, никелистое железо. Многих земных минералов в метеоритах, однако, и нет, например, ортоклаза и слюды, хотя они так часты на Земле.
Зато метеориты знакомят нас с минералами, почему-то не образующимися на Земле, которые назвали по имени ученых, их обнаруживших. Это — шрейберзит, добрэелит, муассанит и др.
Результаты исследования химического и минералогического состава метеоритов подтверждают очень важный философский вывод о материальном единстве Вселенной. За пределами Земли мы встречаем, например, те же химические элементы, которые великий Менделеев расположил в свою таблицу, и те, которые к ней были добавлены позднее. Законы химии оказываются справедливыми не только на той планете, где они были установлены. И в то же время в природе нет того утомительного однообразия, к которому ее пытались свести метафизически мыслящие люди. Минералогические разнообразия в метеоритах, наличие в них минералов, не встречающихся на поверхности Земли, — один из ярких примеров многообразия природы, обусловленного бесконечным качественным разнообразием движений, процессов, происходящих в вечно существующей и вечно меняющейся материи.
ВОЗРАСТ МЕТЕОРИТОВ — следует различать: возраст вещества метеоритов, космический, или радиационный, В. м. и земной В. м. 1. Под возрастом вещества метеоритов понимается время окончания дифференциации протометеоритной планеты (или скорее планет). Для определения этого возраста применяют свинцовый , стронциевый и рениевый методы, что нередко оказывается затруднительным, так как хим. фракционирование элементов в протометеоритной планете не было столь глубоким, как на Земле, и не привело в большинстве случаев к разделению материнских и дочерних изотопов. Тем не менее, с помощью указанных методов и применения метода изохрон были получены значения возраста метеоритного вещества: 4,6 ± 0,1·10 9 лет; 4,4 ± 0,2·10 9 лет и 4,0 ± 0,8·10 9 лет соответственно. Данные аргонового и гелиевого методов фиксируют лишь тот момент времени в развитии протопланеты, когда после достаточного охлаждения началось накопление радиогенных газов. Спектр значений В. м. по аргоновому или гелиевому методу свидетельствует о разл. сохранности газов в метеоритах. 2. Космический В. м. соответствует моменту разрушения родительских планет и выделению метеоритов как отдельных космических тел, что датируется по накоплению в метеоритах космогенных изотопов. Космический В. м. для каменных метеоритов дает широкий спектр с максимумом 10 7 лет; для железных метеоритов наблюдается подобная группировка, но с максимумом распределения 10 8 лет. З. Земной В. м. — (момент падения метеорита на земную поверхность) определяется по уменьшению активности космогенных изотопов. Ввиду хорошей сохранности железных метеоритов, отмечены находки метеоритов в палеоген-неогеновых слоях.
Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра . Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. . 1978 .
Полезное
Смотреть что такое "ВОЗРАСТ МЕТЕОРИТОВ" в других словарях:
ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ — совр. радиологические методы оценивают В. З. в несколько млрд. лет. Однако прямые опыты, которые могут дать точный В. З., видимо, невозможно осуществить. Одним из таких опытов было бы определение содер. К40 для всей Земли и содер. Ar40 (дочернего … Геологическая энциклопедия
Возраст Земли — Возраст Земли время, которое прошло с момента образования Земли как самостоятельной планеты. Согласно современным научным данным возраст Земли составляет 4,54 миллиардов лет (4,54·109 лет ± 1 %).[1][2][3] Эти данные базируются на… … Википедия
Типы метеоритов — По характеру обнаружения все метеориты делятся на падения и находки. Падениями считаются метеориты, собранные сразу же после наблюдавшегося торможения метеоритного тела в земной атмосфере. В случае метеоритных дождей дополнительные экземпляры… … Энциклопедия ньюсмейкеров
Метеорит — Вилламетт … Википедия
ГЕОЛОГИЯ — наука о строении и истории развития Земли. Основные объекты исследований горные породы, в которых запечатлена геологическая летопись Земли, а также современные физические процессы и механизмы, действующие как на ее поверхности, так и в недрах,… … Энциклопедия Кольера
Тектиты — [τεκτός (ςектос) оплавленный] Ф. Зюсс, 1900, стеклянные тела зеленой, редко черной окраски, разнообразной формы и размеров, образующие типичные поля рассеяния. Обнаружены в Чехословакии (молдавиты), Австралии… … Геологическая энциклопедия
Панет Фридрих Адольф — (Paneth) (1887 1958), немецкий химик. Первым исследовал абсолютный возраст метеоритов, разработав точный метод определения содержания в них гелия. Один из авторов так называемого правила Фаянса Панет (1913). Совместно с Д. Хевеши предложил (1913) … Энциклопедический словарь
КОСМОХИМИЯ ЯДЕРНАЯ — часть изотопной космохимии с ее задачами; объектом исследования являются все изменения изотопного состава космического вещества под действием высокоэнергетических процессов, начиная от нуклеосинтеза и кончая реакциями скалывания под действием… … Геологическая энциклопедия
АБСОЛЮТНАЯ ГЕОХРОНОЛОГИЯ — раздел совр. геохимии, охватывающий вопросы измерения геол. времени. В отличие от относительной геохронологии, устанавливающей только последовательность геол. событий на основании данных стратиграфии и палеонтологии, А. г. имеет возможность… … Геологическая энциклопедия
ПАНЕТ (Paneth) Фридрих Адольф — (1887 1958) немецкий химик. Первым исследовал абсолютный возраст метеоритов, разработав точный метод определения содержания в них гелия. Один из авторов т. н. правила Фаянса Панета (1913). Совместно с Д. Хевеши предложил (1913) метод изотопных… … Большой Энциклопедический словарь
10 Смотреть ответы Добавь ответ +10 баллов
Ответы 10
Сравнивают содержание радиоактивных элементов и продуктов их распада.
Определение возраста земной коры основано на исследовании содержания в ней радиоактивных элементов (урана, тория и др.), а также радиоактивных изотопов таких элементов, как калий, аргон и др. Как известно из физики, радиоактивные элементы непрерывно распадаются, причем процесс распада совершенно не зависит от внешних воздействий. При радиоактивном распаде образуются изотопы соседних элементов периодической системы Менделеева. Эти изотопы сами нередко оказываются радиоактивными, а значит, и они распадаются. Распад заканчивается, когда атомы радиоактивных элементов превращаются в нерадиоактивные атомы химических элементов и их изотопы. Например, распад урана (238U) завершается образованием нерадиоактивного изотопа свинца (206РЬ).
Промежуток времени (Т), по истечении которого остается половина начального количества радиоактивных атомов, характеризует скорость распада и называется периодом полураспада. Для определения возраста земной коры используются медленно распадающиеся изотопы, например 238U (Т≈4,5•109 лет), радиоактивный изотоп калия 40К (Т≈1,3•109лет) и др. Чтобы определить возраст земной коры, сравнивают содержание радиоактивных элементов и продуктов их распада в многочисленных пробах, взятых для анализа. Такое сравнение показывает, что возраст земной коры около 4,5 млрд. лет. Примерно такой же возраст у лунных пород и метеоритов, и определяется он таким же методом.
1.Континент расположен в Северном полушарии между примерно 9° з. д. и 169° з. д., при этом часть островов Евразии находится в Южном полушарии. Бо́льшая часть континентальной Евразии лежит вВосточном полушарии, хотя крайние западная и восточная оконечности материка находятся в Западном полушарии.
2. Возраст самых древних пород земной коры — 4,28 млрд лет.
3. расхождение, схождение, сдвиг
4.
5.
1.США — наиболее экономически развитое государство Запада. По площади США превосходят всю Европу, но уступают России. Страна состоит из 50 штатов и федерального округа Колумбия. 48 штатов расположены в южной половине североамериканского континента и омываются водами Атлантики и Тихого океана. Штат Аляска занимает северозападную часть континента, на востоке граничит с Канадой. Гавайские острова — обособленный штат на одном из архипелагов Тихого океана.
Выход США к Атлантическому и Тихому океанам с одной стороны, транспортно-экономическим связям со многими странами, с другой, изолирует страну от очагов войн и напряженности в Европе и Азии.
Освоение территории США происходило с XVI века, когда здесь были основаны первые английские, голландские, шведские колонии (на атлантическом побережье) и испанские на тихоокеанском. Первоначально в состав США вошли 13 британских колоний. В
1776 г. была провозглашена их независимость и произошло отделение их от Англии. Современные очертания США приняли в 1959 г., когда в их состав официально вошли штаты Аляска и Гавайи, бывшие до этого колониями.
В настоящее время США — федеративная республика.
Глава государства — президент. Законодательная власть принадлежит конгрессу. В стране действует конституция, принятая в 1787 г.
Природные условия и ресурсы США
Значительная часть территории страны по природным условиям благоприятна для жизни и экономической деятельности. США отличаются разнообразием и богатством природных ресурсов. Территория страны делится на гористую и преимущественно засушливую западную часть и равнинную, достаточно увлажненную, восточную.
США выделяются богатыми и разнообразными полезными ископаемыми. Особенно велики топливно-энергетические ресурсы. Имеются также крупные запасы руд черных и цветных металлов, горно-химического сырья.
Угленосные районы занимают 1/10 территории страны. Запасы угля — 1,6 трлн. т. США богаты нефтью и природным газом. По их добыче США занимают второе место в мире. Крупнейшие запасы нефти и газа находятся на Аляске, на юге страны и на Тихоокеанском побережье.
Основные ресурсы железной руды расположены в районе озера Верхнее; значительны ресурсы молибдена, вольфрама, драгоценных металлов в месторождениях горных штатов. По запасам свинца США входят в группу мировых лидеров. Свинцово-цинковые руды сконцентрированы в штатах Айдахо, Юта, Монтана, Миссури.
Несмотря на наличие богатой минерально-сырьевой базы, США вынуждены все же импортировать никель, марганец, кобальт, бокситы, олово, калийные соли.
Климатические условия США разнообразны. Большая часть территории лежит в зоне умеренного и субтропического климата, лишь юг Флориды — в тропическом. Аляска располагается в субарктическом и умеренном поясах, а Гавайи — в области морского тропического пояса. Континентальность климата возрастает в центральных и западных районах. В целом, климатические условия позволяют выращивать в США разнообразный состав культур как умеренного, так и субтропического пояса и рас пастбищного скотоводства.
Обильные и разнообразные водные ресурсы распределяются территориально весьма неравномерно: 60 % стока приходится на восток страны. Здесь находится самая большая озерная система мира — Великие озера.
Главной речной системой страны является Миссисипи и ее притоки. Левые ее притоки обладают значительными гидроресурсами, а правые используются для орошения.
2.радиологические методы позволяют оценить В. з. к. или, точнее,возраст древнейших участков земной поверхности. Наиболее детально этот во рассматривался в связи спроисхождением и эволюцией рудного свинца, изотопный состав которого не остается постоянным вовремени. Для определения В. з. к. по изотопному составу рудного свинца разл. геол. возраста можноиспользовать разные методы, в частности, метод изохрон. Полученные данные варьируют в значительныхпределах от 2,9·104 до 4,9·109 лет. Максимальное значение должно быть не меньше возраста наиболеедревних м-лов. Косвенное определение В. з. к. можно произвести на основании содер. калия в земной коре ирадиогенного аргона в атмосфере (возраст атмосферы). Очевидно, возрастные корреляции таковы: возрастэлементов > возраста Земли как планеты > В. з. к. > возраста наиболее древних м-лов. Наиболее вероятноезначение В. з. к. составляет ~ 4·109 лет.
Космический возраст метеоритов, как правило, рассчитывается по группе стабильных или радиоактивных нуклидов. Космический возраст каменных метеоритов различных классов, полученный по изотопам Не 3 —Н 3 , колеблется от 365 до 0,1 млн. лет (большинство данных варьирует в пределах от 2 до 25 млн. лет), а возраст этих же метеоритов, полученный по изотопам 39 Аг— 38 Аг, оказывается более древним на 100—300 %. Подобные расхождения можно объяснить различиями в значениях истинного поперечного сечения ядер и сечения, определяемого лабораторным путем. Как правило, космический возраст железных метеоритов значительно выше каменных. По времени экспозиции железные метеориты образуют почти непрерывный спектр в пределах от 100 до 600 млн. лет. Три метеорита имеют возраст от 9 до 30 млн. лет, а 15% всех метеоритов показывают значения, превышающие 1000 млн. лет, в том числе 2240 и 2100 млн. лет. Таким образом, родительские тела каменных метеоритов распались относительно недавно, а тела, давшие начало железным метеоритам,— значительно раньше. Наличие группировок по времени облучения среди каменных и железных метеоритов указывает на дискретность процесса разлома крупных тел во времени.
Земной возраст метеоритов, т. е. время падения метеоритов на Землю, оценивается также на основе результатов изучения космогенных нуклидов. В качестве исходного предположения принимается, что активность каждого космогенного нуклида в метеоритах, близких по составу и расположению в первоначальном метеорном теле, одинакова при постоянстве потока космических лучей во времени. Тогда отношение величин активностей этих нуклидов будет строго определенным. После падения метеоритов на Землю образование новых ядер прекращается и их количество начинает уменьшаться с соответствующим периодом полураспада. Для определения времени падения, т. е. земного возраста метеорита, использовались нуклиды И С, 26 А1, 36 С1, 39 Ar, 44 Ti и 45 Sc. Исследовано около 500 каменных и железных метеоритов с известной и неизвестной датами падения. Установлено, что отношение 39 Аг/ 36 С1 более или менее постоянно и в среднем составляет 0,98. Значительная часть метеоритов была датирована по одному изотопу 14 С. Эти данные не совсем точны, однако дают представление о времени падения.
Читайте также: