نيزك من الحديد والنيكل تم العثور عليه بالقرب من فورت ستوكتون، تكساس، في عام 1952.
Credit:JPL/Smithsonian Institution
إن مشهد كرة نارية تنطلق عبر السماء يجلب الدهشة والإثارة للأطفال والكبار على حد سواء. إنه تذكير بأن الأرض جزء من نظام أكبر بكثير وديناميكي بشكل لا يصدق.
في كل عام، لا يدخل حوالي 17000 من هذه الكرات النارية الغلاف الجوي للأرض فحسب، بل تنجو أيضًا من الرحلة الخطيرة إلى السطح. وهذا يمنح العلماء فرصة قيمة لدراسة هؤلاء الزوار الصخريين من الفضاء الخارجي.
يعرف العلماء أنه في حين أن بعض هذه النيازك تأتي من القمر والمريخ، فإن الغالبية تأتي من الكويكبات. لكن دراستين منفصلتين نُشرتا في مجلة Nature اليوم ذهبتا إلى أبعد من ذلك. قاد البحث ميروسلاف بروز من جامعة تشارلز في جمهورية التشيك، وميشيل مارسيت من المرصد الجنوبي الأوروبي في تشيلي.
ترجع الأوراق البحثية أصل أغلب النيازك إلى عدد قليل من أحداث تفكك الكويكبات - وربما حتى الكويكبات الفردية. بدورها، تبني فهمنا للأحداث التي شكلت تاريخ الأرض - والنظام الشمسي بأكمله.
ما هو النيزك؟
فقط عندما تصل كرة نارية إلى سطح الأرض يُطلق عليها اسم نيزك. يتم تصنيفها بشكل عام على أنها ثلاثة أنواع: النيازك الحجرية، والنيازك الحديدية، والنيازك الحجرية الحديدية.
تأتي النيازك الحجرية في نوعين.
الأكثر شيوعًا هي الكوندريتات، التي تحتوي على أجسام مستديرة بداخلها تبدو وكأنها تشكلت على شكل قطرات منصهرة. تشكل هذه النيازك 85٪ من جميع النيازك الموجودة على الأرض.
تُعرف معظمها باسم "الكوندريتات العادية". ثم يتم تقسيمها إلى ثلاث فئات عريضة - H و L و LL - بناءً على محتوى الحديد في النيازك وتوزيع الحديد والمغنيسيوم في المعادن الرئيسية الزبرجد والبيروكسين. هذه المعادن السيليكاتية هي اللبنات المعدنية لنظامنا الشمسي وهي شائعة على الأرض، حيث توجد في البازلت.
"الكوندريتات الكربونية" هي مجموعة مميزة. تحتوي على كميات عالية من الماء في المعادن الطينية، والمواد العضوية مثل الأحماض الأمينية. لم تذوب الكوندريتات أبدًا وهي عينات مباشرة من الغبار الذي شكل النظام الشمسي في الأصل.
النوع الأقل شيوعًا من النيازك الحجرية هو ما يسمى "الأكوندريتات". لا تحتوي هذه على الجسيمات المستديرة المميزة للكوندريتات، لأنها تعرضت للذوبان على الأجسام الكوكبية.
حزام الكويكبات
الكويكبات هي المصادر الأساسية للنيازك.
رسمة فنية لحزام الكويكبات بين المريخ والمشتري.
Credit: NASA/McREL
توجد معظم الكويكبات في حزام كثيف بين المريخ والمشتري. يتألف حزام الكويكبات نفسه من ملايين الكويكبات التي تجتاحها وتتحرك بفعل قوة جاذبية المشتري.
ويمكن للتفاعلات مع المشتري أن تزعج مدارات الكويكبات وتسبب الاصطدامات. وينتج عن هذا الحطام، الذي يمكن أن يتجمع في كويكبات من أكوام الأنقاض. ثم تكتسب هذه الكويكبات حياة خاصة بها.
إن الكويكبات من هذا النوع هي التي زارتها بعثات هايابوسا وأوزوريس ريكس الأخيرة وأعادت عينات منها. وقد أثبتت هذه البعثات الصلة بين أنواع الكويكبات المختلفة والنيازك التي تسقط على الأرض.
توجد الكويكبات من الفئة S (المشابهة للنيازك الحجرية) في المناطق الداخلية من الحزام، في حين توجد الكويكبات الكربونية من الفئة C (المشابهة للكوندريت الكربوني) بشكل أكثر شيوعًا في المناطق الخارجية من الحزام.
ولكن كما تظهر الدراستان المنشورتان في مجلة نيتشر، يمكننا ربط نوع معين من النيزك بكويكب المصدر المحدد في الحزام الرئيسي.
عائلة واحدة من الكويكبات
تضع الدراستان الجديدتان مصادر أنواع الكوندريت العادية في عائلات كويكبية محددة - وعلى الأرجح كويكبات محددة. يتطلب هذا العمل تتبعًا دقيقًا لمسارات النيازك، ورصد الكويكبات الفردية، والنمذجة التفصيلية للتطور المداري للأجسام الأم.
تفيد الدراسة التي قادها ميروسلاف بروز أن الكوندريت العادية تنشأ من تصادمات بين كويكبات يزيد قطرها عن 30 كيلومترًا حدثت منذ أقل من 30 مليون عام.
توفر عائلات الكويكبات كورونيس وماساليا أحجامًا مناسبة للأجسام وهي في وضع يؤدي إلى سقوط المواد على الأرض، استنادًا إلى النمذجة الحاسوبية التفصيلية. من بين هذه العائلات، من المرجح أن تكون الكويكبات كورونيس وكارين هي المصادر الرئيسية لكوندريتات H. تعد عائلات ماساليا (L) وفلورا (LL) المصادر الرئيسية للنيازك الشبيهة بـ L وLL.
وتوثق الدراسة التي قادها مايكل مارسيه أصول نيازك الكوندريت L من كوكب ماساليا. وقد جمعت البيانات الطيفية - أي شدة الضوء المميزة التي يمكن أن تكون بمثابة بصمات لجزيئات مختلفة - للكويكبات في الحزام بين المريخ والمشتري. وقد أظهر هذا أن تكوين نيازك الكوندريت L على الأرض يشبه إلى حد كبير تكوين عائلة كويكبات ماساليا.
استخدم العلماء بعد ذلك النمذجة الحاسوبية لإظهار أن اصطدام كويكب حدث منذ حوالي 470 مليون سنة أدى إلى تكوين عائلة ماساليا. ومن قبيل الصدفة، أدى هذا الاصطدام أيضًا إلى وفرة من النيازك الأحفورية في الحجر الجيري الأوردوفيشي في السويد.
عند تحديد جسم الكويكب المصدر، توفر هذه التقارير الأساس للبعثات لزيارة الكويكبات المسؤولة عن أكثر زوار الفضاء الخارجي شيوعًا للأرض. من خلال فهم هذه الكويكبات المصدرية، يمكننا رؤية الأحداث التي شكلت نظامنا الكوكبي.
المصدر: