Космические пришельцы

XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Космические пришельцы

Шелепаев В.Р. 1
1МБОУ Лицей №130
Енкен М.И. 1
1МБОУ Лицей №130
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Весной прошлого года вместе с классом мы посетили Центральный Сибирский геологический музей, расположенный в Институте геологии и минералогии в Академгородке Новосибирска. В музее меня особенно впечатлили образцы метеоритов, потому что это не обычные земные породы, а представители космического вещества. Метеориты - это частички Солнечной системы, упавшие на Землю, единственные образцы внеземного материала доступного ученым на Земле. И поэтому каждый метеорит представляет собой большую научную ценность и несет знания о составе нашей Вселенной.

Но вдруг кто-то нашел камень похожий на метеорит и не знает метеорит это или нет. Я решил изучить физические свойства, предоставленных мне образцов метеоритов и составить схему для определения метеоритов.

От сотрудников музея я также узнал, что в музее нет подробного каталога представленных метеоритов. И я решил составить каталог-определитель с фотографиями и подробной информацией о метеоритах Центрального Сибирского геологического музея, который можно было бы представлять посетителям музея и поместить на сайт музея.

Цель работы:

На основе изучения физических свойств разных метеоритов создать схему для диагностики метеоритов, а также составить каталог-определитель метеоритов Центрального Сибирского геологического музея.

Задачи работы:

1) Собрать информацию о метеоритах по литературным источникам

2) Определить физические свойства образцов метеоритов - Челябинского метеорита, метеорита Сихотэ-Алиня и метеорита из Маслянинского района, Новосибирской области.

3) Составить сравнительную таблицу физических свойств изученных образцов метеоритов и на ее основе сделать схему диагностики для метеоритов.

4) Создать фото-каталог образцов с описанием состава, свойств и истории нахождения метеоритов Центрального Сибирского геологического музея.

Объект исследования: образцы метеоритов, а также для сравнения образцы земных пород - тектита, железной руды и базальта.

Предмет исследования: физические свойства метеоритов и их отличия от земных пород.

М



етоды исследования
: изучение и анализ литературных данных, исследование образцов с помощью минералогических и физических методов, представление результатов в виде таблицы и схемы.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ЧТО ТАКОЕ МЕТЕОРИТ?

Метеорит – это твёрдое тело космического происхождения, упавшее на поверхность Земли.В околоземном космическом пространстве движутся самые различные объекты (осколки больших астероидов и комет, космическая пыль). Их скорости лежат в диапазоне от 11 до 72 км/с. Часто бывает так, что пути их движения пересекаются с орбитой Земли, и они залетают в её атмосферу, доставляя несколько сотен тонн космического вещества. Но почти все они очень маленькие, весом всего в несколько миллиграммов. Только самые большие из них достигают поверхности и становятся метеоритами. Самый большой из найденных метеоритов (Гоба (Hoba), в Намибии) весит 60 тонн. На месте падения крупного метеорита может образоваться кратер (астроблема). Один из самых известных кратеров в мире – Аризонский диаметром 1220 м и глубиной 230 м.

Метеориты делят на "упавшие" и "найденные". Если кто-то видел, как метеорит падал сквозь атмосферу и затем его действительно обнаружили на земле (событие редкое), то такой метеорит называют "упавшим". Если же он был найден случайно и опознан как "космический пришелец" (что типично для железных метеоритов), то его называют "найденным". Метеоритам дают имена по названиям мест, где их нашли.

КОГДА СТАЛИ ИЗУЧАТЬ МЕТЕОРИТЫ?

Метеориты известны человеку уже многие тысячи лет. Обнаружены орудия первобытных людей, сделанные из метеоритного железа. Случайно находя метеориты, люди едва ли догадывались об их особом происхождении. Исключение составляли находки "небесных камней" сразу после грандиозного зрелища их падения. Тогда метеориты становились предметами религиозного поклонения. О них слагали легенды, их описывали в летописях, боялись и даже приковывали цепями, чтобы они снова не улетели на небо. На протяжении многих столетий люди считали, что «камни с неба не падают!». 24 июля 1790 года во Франции впервые в истории было документально зафиксировано падение метеорита на Землю. До этого подобные случаи считали народными выдумками и суевериями. Научные люди отказывались признавать, что на Землю что-то может свалиться из космического пространства.

Основы научной метеоритики заложил немецкий физик Эрнст Хладни (1756-1827). Он занялся сбором и изучением описаний метеоритов и сравнением этой информации с той, что была известна о найденных камнях. В результате этой работы Хладни в 1794 г. издал книгу, где убедительно доказал, что "упавшие с неба" камни имеют космическое происхождение.

ЗАЧЕМ ИЗУЧАТЬ МЕТЕОРИТЫ?

Возможность изучать вещество и историю Солнечной системы

СКОЛЬКО НАШЛИ МЕТЕОРИТОВ?

Около 25 000 метеоритов

СКОЛЬКО ПАДАЕТ МЕТЕОРИТОВ?

В год примерно 500 метеоритов

А ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Что метеоритное железо не окисляется, благодаря примеси никеля, чем и отличается от земного железа.

Что в гробнице одного из египетских фараонов был найден кинжал, сделанный из железного метеорита.

О
ТКУДА ПРИХОДЯТ МЕТЕОРИТЫ?

 

КОГДА РОДИЛИСЬ И КОГДА ВСТРЕТИЛИСЬ С ЗЕМЛЕЙ МЕТЕОРИТЫ?

КАКОЙ СОСТАВ МЕТЕОРИТОВ?

Ч
ЕМ ОТЛИЧАЮТСЯ ОТ ПОРОД ЗЕМЛИ?

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Научный сотрудник Центрального Сибирского геологического музея Ольга Михайловна Рубанова предоставила мне для изучения три образца разных метеоритов

  1. Челябинский метеорит – каменный,

  2. Сихотэ-Алиньский метеорит - железный,

  3. Маслянинский метеорит – железный. Железо-каменные метеориты очень редкие, поэтому его образца у меня не было.

  4. И для сравнения – тектит - это силикатная горная порода, которая образовалась на месте падения метеорита, когда он ударился о Землю. Еще я взял образцы земных горных пород, похожие на метеориты – базальт похож на каменные метеориты и железную руду, похожую на железные метеориты.

Целью практической работы былоопределение физических свойств разных типов метеоритов, сравнение их с породами с Земли и составление схемы для диагностики метеоритов.

ОБРАЗЦЫ МЕТЕОРИТОВ

     

Челябинский

Каменный,

Упал в 2013 г, недалеко от города Челябинска. Вес 1 тонна.

Сихотэ-Алинский

Железный

Упал в 1947 на Дальнем Востоке.

Раздробился в атмосфере и выпал в виде железного дождя, общий вес 27 тонн

Маслянинский

Железный

Обнаружен в 1992 году при распашке поля возле поселка Маслянино, Новосибирская область, общий вес 97 кг

ОБРАЗЦЫ ЗЕМНЫХ ПОРОД

     

Тектит - образуется на месте падения метеорита

Базальт-магматическая порода, похожа на каменные метеориты

Железная руда, состоит из магнетита, похожа на железные метеориты

Х од работы:

А) С помощью двадцатикратной лупы я определил следующие свойства метеоритов и земных пород:

1. Размер, 2. Цвет, 3. Блеск, 4. Форму, 5. Кору плавления, 6. Регмаглипты (ямки на поверхности), 7. Излом.

Все эти данные я записал в таблицу (см Таблица 1).

Вывод: В отличие от пород с Земли (базальта и железной руды) у метеоритов есть черная корочка-кора плавления и регмаглипты. Они плотные и не имеют пузырьков как тектит.

Б) Затем с помощью шкалы Мооса – это такая минеральная шкала, где каждый минерал имеет твердость от 1 до 10, я определял твердость каждого метеорита. Мы собрали шкалу сами с папой. У нас был флюорит с твердостью -4, апатит и стекло -5, полевой шпат-6, кварц-7, топаз - 8.

МОЯ ШКАЛА МООСА

Твердость образцов

по шкале Мооса

 

Каменный

 

Челябинский

5

 

Железные

 

Маслянинский

6,5

 

Сихотэ-Алиньский

6,5

 

Тектит

Базальт

Железная руда

5,5

 

Я по очереди проводил черту и определил, что железные метеориты царапают апатит, стекло и полевой шпат, но не царапают кварц и топаз, значит их твердость 6,5. Каменный метеорит мягче, он не царапает полевой шпат, у него твердость 5. Тектит, базальт и железная руда не царапают полевой шпат, но царапают апатит, поэтому их твердость около 5,5.

В ) Далее проверил наличие магнитного поля у всех образцов с помощью сильного магнита и стрелки компаса. Все метеориты примагнитились к магниту, даже каменный. Правда, каменный слабее примагничивался. Стрелка компаса поворачивалась следом за всеми образцами метеоритов и за образцом железной руды. Базальт и тектит не притягивали магнит, и стрелка компаса не поворачивалась.

В ывод: Все метеориты обладают намагниченностью, даже каменные, базальт и тектит не магнитные.

Г) Затем я измерил объем каждого образца. Я налил в мерный стаканчик 50 мл воды и по очереди опускал образцы в воду, вода поднималась. По закону Архимеда разница и составила объем образца.

Д) Затем на электронных весах я измерил массу каждого образца метеорита и земных пород.

Е) Затем я рассчитал плотность каждого образца по формуле ПЛОТНОСТЬ = МАССА / ОБЪЕМ. Сравнил с плотностью образцов с Земли. Оказалось, что все метеориты имеют плотность больше, чем породы с Земли.

Свойства

Объем, мл

Масса, г

Плотность

г/см3

Метеориты

Челябинский каменный

9

28

3,2

Сихотэ-Алиньский железный

12

97

8,1

Маслянинский железный

28

209

7,5

 

Земные породы

Тектит

14

38

2,6

Базальт

23

63

2,7

Железная руда

66

227

3,4

Ж) Затем, я подумал, что каменный метеорит тоже магнитится, а значит, в нем тоже есть железо, то есть железо-никелевый сплав, как и в железных метеоритах. Тогда я посчитал, сколько в моем образце Челябинского каменного метеорита может быть железо-никелевого сплава. Для расчета я взял плотность железного Сихотэ-Алинского метеорита (8,1 г/см3), а также плотность тектита (2,6 г/ см3), потому что это полностью силикатная порода без железа и по формуле посчитал:

(1-Х)*плотность тектита + Х* плотность Сихотэ-Алиньского железного метеорита = плотность Челябинского метеорита,

г де Х - железо-никелевая часть метеорита

1-Х – силикатная часть метеорита

Решение выглядит так:

(1-х)*2,6+х*8,1=3,2

2,6-2,6*х+8,1*х=3,2

5,5*х=3,5-2,6

5,5*х=0,6

Х=0,6/5,5*100%=11%

Доля железо-никелевого сплава в моем образце Челябинского каменного метеорита составляет 11%.

По литературным данным, ученые – геологи, которые исследовали состав Челябинского метеорита установили, что в нем содержится 9- 11 % железо-никелевого сплава [1]. Значит, мои теоретические расчеты близки к данным полученным учеными.

РАБОТА В МУЗЕЕ

На последнем этапе своей работы я снова побывал в Центральном Сибирском геологическом музее г. Новосибирска и подробно изучил выставку с образцами метеоритов. Здесь собраны метеориты со всего мира! Особенно меня поразил образец железного метеорита Тобычан весом 41 кг 200 г. Здесь есть и образцы железных метеоритов с красивыми Видманштететтовыми структурами. Я сделал каталог - определитель с фотографиями каждого образца. В каталоге указаны подробные сведения о каждом метеорите - состав, вес, место, время падения или нахождения метеорита, а также история его изучения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

В ходе своей исследовательской работы я узнал много интересного о метеоритах: откуда они приходят на Землю, какой их состав, сам изучил их физические свойства. Подержал в руках образцы настоящих метеоритов, как будто куски космоса попали мне в руки.

Выводы:

1. При изучении обнаружил, что у образцов метеоритов были обнаружены характерные признаки - плотность, большая, чем у земных пород - базальта и железной руды, а так же чем у тектита. Отклонение стрелки компаса, позволяет судить о наличии у метеоритов намагниченности, даже у каменных. А также у метеоритов есть кора плавления и регмаглипты, чего нет у пород с Земли. В конце работы составлена таблица свойств, а также схема диагностики метеоритов.

2 . Если вы нашли камень и вам кажется, что это метеорит – воспользуйтесь моей схемой для диагностики.

3.Теоретические расчеты доли железо-никелевого сплава в образце Челябинского каменного метеорита совпали с аналитическими данными, установленными учеными геологами.

4. После работы в Центральном Сибирском геологическом музее г. Новосибирска составил подробный каталог музейных образцов метеоритов. Если у вас нет возможности посетить геологический музей и увидеть метеориты своими глазами - откройте мой фото-каталог и вы узнаете много интересного об этих удивительный гостях из космоса.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Колесниченко С.В. Метеориты России. – Екатеринбург. Издательство: Уральский государственный горный университет, Уральский геологический музей, 2019. – 356 с.

  2. Космос. Большая энциклопедия. – Москва: Издательство: «Э», 2018.- 176 с.

  3. Космос. Энциклопедия. – Москва. Издательство: Манн, Иванов и Фербер, 2021. – 208с.

  4. Лаборатория метеоритики -https://www.meteorites.ru/index.php

  5. Позднякова И.Ю. Большой атлас Вселенной. – Москва. Издательство: Эксмо, 2018. – 264 с.

  6. Цветков В.И. Космос: полная энциклопедия. Москва: Эксмо, 2018. – 248с.

  7. Шевельков А. Железо. Энциклопедия для детей. Химия. Том 17. – Москва: Мир энциклопедий Аванта+, АСТ, 2013. – 656 с.

  8. Защита от астероидов - https://ru.wikipedia.org/wiki/Защита_от_астероидов

ТАБЛИЦА 1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СОСТАВ ИЗУЧЕННЫХ МЕТЕОРИТОВ

Свойства

Челябинский

метеорит

Каменный

Сихотэ-Алиньский

метеорит

Железный

Маслянинский метеорит

Железный

Размер, см

4х3х1

4,5х3х2,5

6х2х5

Цвет

черный

черный с бурыми пятнами

черный с коричневой корочкой

Блеск

Стеклянный,

внутри видны блестящие участки

металлический

металлический

Форма

плоский,

сглаженные углы

объемный

остроугольный

плоский

сглаженные углы

Кора

плавления

есть

есть

есть

Регмаглипты (ямки на поверхности)

есть

слабые

есть

много, резкие

есть

слабые

Излом

раковистый

раковистый

раковистый

Магнитные

свойства

Слабо магнитный

Сильно

магнитный

Сильно

магнитный

Твердость

По шкале Мооса

5

6,5

6,5

Объем, мл

9

12

28

Масса, г

28

97

209

Плотность, г/см3

3,2

8,1

7,5

Состав (литературные

данные)

Обыкновенный хондрит

силикаты,

+9-11% Fe-Ni сплав

Грубый октаэдрит  

94 % железа,

5,5 % никеля, 0,38 % кобальта 

Тонко-

структурный октаэдрит

87 % железа,

12,43 % никеля

СХЕМА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ

Е СЛИ ВАМ КАЖЕТСЯ, ЧТО ВЫ НАШЛИ МЕТЕОРИТ, ЧТО ДЕЛАТЬ?

ФОТО-КАТАЛОГ

ОБРАЗЦОВ МЕТЕОРИТОВ

ЦЕНТРАЛЬНОГО СИБИРСКОГО

Г
ЕОЛОГИЧЕСКОГО МУЗЕЯ

ЭТО ТОЛЬКО НАЧАЛО КАТАЛОГА, ПЕРВЫЕ 3 СТРАНИЦЫ,

ВСЕГО В НЕМ 30 СТРАНИЦ С ОПИСАНИЕМ 62 ОБРАЗЦОВ МЕТЕОРИТОВ

Дорогие друзья, перед вами каталог уникальных образцов, собранных со всей Земли, но не являющихся образцами земных горных пород.

Это каталог интереснейших объектов, пришедших к нам из глубин космоса. Долго они блуждали в бесконечном космическом пространстве, пока не нашли свое пристанище по адресу :

Вселенная – Стена Рыб-Кита,

Галактическая нить - Ланикея,

Сверхскопление – Девы,

Местная группа галактик - Галактика Млечный путь- рукав Ориона

Созвездие- Плеяд

Суперсистема -Альциона – Солнечная система

Третья планета от Солнца - ЗЕМЛЯ

Знакомьтесь - космические странники - МЕТЕОРИТЫ!

ГРУППА ЖЕЛЕЗНЫХ МЕТЕОРИТОВ

Название: СИХОТЭ-АЛИНЬ

Место падения: около посёлка Бейцухе Приморского края в Уссурийской тайге в горах Сихотэ-Алинь на Дальнем Востоке, Приморский край, Россия

Время падения: 12 февраля 1947 года

Состав: грубоструктурный октаэдрит. Состоит из 94 % железа, 5,5 % никеля, 0,38 % кобальта и небольших количеств углерода, хлора, фосфора и серы

Вес: 1,5 кг.

История изучения: разрушился при входе в атмосферу и выпал в виде метеоритного дождя. Общая масса осколков оценивается в 60-100 тонн. Официальными экспедициями Академии наук собрано более 3500 фрагментов общей массой 27 тонн. Масса собранных нелегальными «старателями» обломков также может превышать 30 тонн. На месте падения сохранилась только та часть обломков, которые попали в болото и русла ручьев, что оценивается не более чем в половину общей массы. Крупнейший целый фрагмент имеет массу 1745 кг. Входит в десятку крупнейших метеоритов мира.

Н азвание: MUONIONALUSTA

Место падения: Северная Швеция, провинция Норбоген

Время падения: 1906 год

Состав: тонкоструктурный октаэдрит. Состоит из 90% железа, 8,4% никеля, есть следы германия, галлия и иридия. Также в составе присутствует редкая форма кварца – стишовит, образующаяся при чрезвычайно высоком давлении.

Вес: 2,360 кг.

История изучения: На сегодняшний день Муонионалуста – один из самых старых метеоритов, известный науке. Его возраст определен по изотопному составу в 4,6 млрд лет. Кроме того, это самый древний из метеоритов, упавших на Землю во время плейстоцена. Ориентировочное время падения – около 1 млн лет назад. Это значит, что метеорит пережил четыре ледниковых периода.

Просмотров работы: 24