Holdkőzetek, meteoritok - "az ég kövei"

A Holdról és a Földünkre érkezett meteorokból származó kőzetek érdekes történeteket mesélhetnek a minket körülvevő világegyetem történetéről, kialakulásáról és végül, de nem utolsó sorban azon égitestekről, amelyről maguk is származnak. Lássuk hát mi minden titkot rejtenek az égi kőzetek!

A Naprendszer bolygói

Az embert már ősidők óta lenyűgözi a világűr, mely tele van szüntelen mozgással, káprázatos jelenségekkel, bolygókkal, üstökösökkel, holdakkal, csillagokkal és meteorokkal. Ezek egy része megfigyelhető szabad szemmel nézve a Földről is, ezáltal számos régi kultúrát foglalkoztattak például: Maja, Egyiptomi, Görög stb.. Olyan neves megfigyelők, mint Arisztotelész, Eratoszthenész, Galilei, Kepler és még sorolhatnánk, folytonosságot, kiismerhetőséget kerestek az elérhetetlennek tűnő végtelenben, így hatalmas kutatásokba, megfigyelésekbe feledkezve tettek mind anyagi, mind filozófiai kijelentéseket. Vizsgálataik jórészét a társadalom szolgálatában tették, hiszen csillagászati munkájuk gyümölcseként az ókori ember mindennapi élete számos területén megváltozott, átalakult, fejlettebb lett. A vallásban, az építészetben és egyéb konstruktív tevékenységekben, az alkímiában (ami a mai kémia elődjének tekinthető) és a fizikában egyaránt jelen volt az univerzum és a róla alkotott kép valamint a belőle nyert információ. Fontos megemlítenünk, hogy a legnagyobb szerep a tájékozódásnak és az időmérésnek jutott, amit még a mai napig használ az emberiség szinte az eredeti, akkori formájában! Az idő múlásával az emberiség "felnőtt". Feltérképezte az őt körülvevő világot, a Földet. A munka közben azonban talált a környezetben olyan elemeket is, amelyek addigi tapasztalataiknak nem voltak megfelelők. Bizonyos kőzeteket, melyekről kiderítette nem ide valók, más bolygóról származnak. A technika fejlődésével lehetőség nyílt ezen ismeretlen jövevények részletesebb tanulmányozására, illetve szemünk a Földünk körül bolyongó Holdra tévedt. Így a cél, amit kitűztünk magunk elé, megvalósulni látszott. Elértük a Holdat.

Kis idő elteltével pedig már azon fáradozunk, hogy az egész Naprendszert meghódítsuk. Eme lenyűgöző univerzum apró, számunkra is kézzel fogható része lesz vizsgálatunk szorosabb tárgya, a holdi, marsi kőzetek és a meteoritok, melyek segítenek jobban feltárni e világ szerkezetét, anyagát és rendszerét.

A meteoritokról, a holdi, marsi és különféle egyéb a világűrben keringő, vagy haladó égitestekről gyűjtött vagy Földünkre érkező kőzetekről általánosságban elmondható, hogy számos érdekes és hasznos információval szolgálnak, az adott égitestről, melyen kialakultak, s egykor a részét képezték. E "történetek", melyeket e ritka kőzetek "mesélnek" nekünk amellett, hogy lebilincselően érdekesek, számos hasznos és értékes információval is szolgálnak a tudomány számára a különböző bolygókon és égitesteken végbement jelenségek megértésében, kialakulásuk körülményeinek és okainak feltárásában. A kozmikus anyagok vizsgálatánál egyik hasznos információs forrás a Földünkön végbemenő kőzetátalakulási folyamatok ismerete, hiszen ez által a Naprendszer más égitestein keletkezett kőzetekről is sokat meg tudhatunk, például keletkezésük lehetséges körülményeiről, hiszen hasonlatosnak kell lenniük a földi ugyanolyan vagy hasonló kőzetek keletkezési körülményeihez, morfológiai mintázatukat azonos erőhatásoknak kellett formálniuk, mint ahogy ez sok millió éven át a mai napig Földünkön is történik. Voltaképpen az egész kozmoszban ugyanazok a fizikai törvények uralkodnak! Természetesen a világűrből hozzánk kerülő kőzetek sokszor jóval el is térnek a nálunk fellelhetőktől, de a földi geológiai és fizikai tapasztalatok alapján ezekről is sok mindent el lehet mondani egy- egy tüzetesebb vizsgálat során. Osztályozásuk, ahogyan más tudományos diszciplínák esetében is, fontos részét képezi elhelyezésüknek a világban, illetve a más kőzetekkel való összehasonlításban is. Az anyagokat sorba rendezhetjük például méret szerint, növekvő sorrendben: atommagok, atomok, molekulák, ásvány, kőzet (melyből kőzetmintát nyerhetünk), kőzettest (bolygótest), Napbolygók, nyílt halmazok, Tejút rendszer, galaxis halmazok, csillaghalmazok stb.. Ezen besorolási mód természetesen, szinte a végtelenségig növelhető és bontható. Előnye még, hogy univerzálisnak tekinthető, hiszen minden kőzetet be lehet sorolni benne függetlenül attól, honnan származik, miből áll, mikor keletkezett. Vannak olyan csoportosítási módok is, melyekről ez nem teljesen mondható el. Ilyen az, amikor a földi kőzetek besorolásának tükrében nézzük a Hold kőzeteit. A Föld kőzeteinek három alapvető nagy csoportja: magmás, üledékes és metamorf (átalakult). A Holdról származó kőzetek esetében is meg vannak ezek a típusok, ám a Holdnál az üledék becsapódásos üledék nem úgy, mint a Föld esetében. Tehát a holdi kőzetek rendszerezése nem teljes mértékben fér az alap földi rendszerbe. Mindezen alapvető fontosságú észrevételek ismeretében tekintjük a további részletezését e témának. E cikkben alapvetően tanulmányozott két csiszolatgyűjtemény (melyeket mikroszkóppal vizsgáltak) kerül elemzésre. Az egyik a NASA-tól az ELTE-nek kölcsönzött holdkőzet készlete (16 minta), a másik pedig szintén az ELTE-nek kölcsön adott japán Antarktiszi meteorgyűjtemény, mely 30 különböző meteormintából áll.

A Hold Földünk egyetlen kísérője, megközelítőleg 384 000 km-re kering a Föld körül. A mai napig (2012) az egyetlen olyan égitest (a Földön kívül), melynek felszínén járt már ember (elsőként Neil Armstrong személyében 1969. július 21-én 3 óra 56 perckor). A Hold felépítését tekintve akárcsak a Föld, differenciálódott bolygó. Három fő részre osztható fel: a legbelső a mag, mely méretéhez képest kicsinek mondható, a köpeny és a kéreg. Kémiai összetétel szempontjából magja jórészt vasból és kénből áll, köpenye vasból, alumíniumból, magnéziumból, szilikátokból, oxigénből és kalciumból tevődik össze. A kérge nagyrészt bazalttengerekből áll. Légkörrel nem rendelkezik. Felszínén számos meteorit becsapódás nyoma látható, síkságok, hegyláncok, hasadékvölgyek és felföldek tarkítják. A felföldek kőzettani szempontból breccsás kőzetekkel telik, melyek az idegen becsapódó sziklák és a Hold felszíni kőzeteinek keveredéséből jöttek létre.

Az Apolló-program keretében megközelítőleg 400 kg-nyi kőzetmintát sikerült begyűjteni a Holdról az oda érkező űrhajósoknak (ezek jó része a NASA-hoz került), így a vizsgált kőzetminták is innen származnak. Ezek között akadnak a Hold ősi felföldjeiről származó 4,5 milliárd éves kőzetek is! Elsőként azonban a holdi síkságok kőzeteiről ejtünk néhány szót. A Holdon, mint már említettük óriási bazalt síkságok terülnek el, melyek vulkáni tevékenység következtében keletkeztek. A láva a felszínre jutva szétterült a nagy holdi medencékbe, melyek a számtalan becsapódás által jöttek létre. A vulkáni tevékenység egy jó része is ugyanezen kataklizmatikus becsapódásoknak volt köszönhető.

A tanulmányozott holdi síkságokról származó minták a következők (kézzel készített grafikus megoldásokra támaszkodva mutatjuk be ezeket, a jobb szemléltethetőség érdekében):

74220 (Apollo 17-1969) - Ezt a kőzettípust Edison Smith találta. Bazalt. Gyors lehűlési folyamaton ment keresztül (kívülről a világűr hidege hűtötte).

12002 (Apollo 12-1969) - Szintén bazalt és gyorsan hűlt, akár az előző, kondrumai viszont nagyobbak.

70017 (Apollo 17) - Bazalt minta. Megfigyelhető rajta, ahogy a korábbi kőzetbe belekerült a frissebb és ott gyorsan kikristályosodott.

12005 (Apollo 12) - Szintén egy jellegzetes holdi síksági bazalt minta, színes, élénk kondrumokkal.

Ezen gyönyörű minták mindegyike tehát jórészt bazalt (magmás), ám helyenként számos kísérő ásvány is megfigyelhető bennük. Például: armalcolit (vastitán-oxid), földpát, piroxén, ilmemt, monoklin, plagiokász és spinell. A sok, színesebb, nagyobb kondrum e mintákban többnyire különféle piroxén. E bazaltok keletkezéséről érdemes megemlíteni, hogy a bazaltláva, ami jórészt e síkságokat alkotja, a becsapódásoktól elvékonyodott kérgen keresztül a köpenyből jutott a felszínre és ott szinte teljesen sima felületet hozott létre többnyire a Nagy Bombázás időszakában. A későbbi becsapódások már jóval kisebbek voltak az előzőeknél így csak kis krátereket hagytak az addigra már megszilárdult bazalttengeren így a sima felületet csak ritkán töri meg egy-egy ilyen kráter.

A következő minták a Hold egy másik jellegzetes felszíni alakzatáról, a felföldekről származnak. Terra kőzeteknek is nevezik őket:

60025 (Apollo 6) - E kőzet már breccsás. A becsapódás általi ütéses metamorfózis formálta ilyenné. Kondrumai sokféle nagyságúak és változatosak.

72275 (Apollo 17) - Szintén breccsa. Érdekessége, hogy néhol megfigyelhető benne a "breccsa a breccsában" szövet.

14305 (Apollo 14) - Breccsa. Érdekessége a közepén látható érdekes alakú kondrum együttes. Fénye a mikroszkóp alatt egészen rikító.

65015 (Apollo 16) - Polikirites. Ritka és egészen érdekes szövetű. A kondrumai is szemcsések, fényük csillogó.

15299 (Apollo 15) - Ebben a mintában nagyon sokféle kőzet megfigyelhető, nagyon vegyes. Érdekessége, hogy némileg ez egy talaj szerűség.

60181 (Apollo 16) - Kondrumai egészen nagyok, és élesen elválnak az őket körülvevő aprószemcsés szövettől. Jellegzetes Hold felföldi mintázat.

70181 (Apollo 17) - Érdekes felföldi metszet vulkáni kitörés nyomaival:

Amint látható, ezek a holdfelföldi kőzetek idősek, "öregebbek" az előbbieknél. Kevésbé színesek, mint a holdi síkságokról származók. Kondrumaik töredezettek, aprózódottak az idők során. Némelyik szövete szinte teljesen szemcsés. Breccsásak, tehát, mint már korábban is említettük keverednek bennük a Hold és a más idegen égitestekről a Holdra érkező meteorok, sziklák kőzetei. Érdemes még megemlíteni, hogy olyan elemek is fellelhetők bennük, melyek akkor keletkeznek, amikor egy szupernóva felrobban és szétszórja anyagát a világűrben.

Fontos és érdekes mindezeken kívül, hogy a Hold az első olyan égitest, amelyre a földihez hasonló rétegtani osztályozást alkalmaztak. A Hold rétegtani szempontból öt nagy rétegre osztható melyek a következők fentről lefelé haladva:

- Kopernikuszi (fiatal, sugársávos kráterek)

- Eratoszthenészi (fiatal, ám már sugársáv nélküli kráterek)

- Imbriumi

- Nektári

- Prenektári (ez a legidősebb, az összes korai kőzettest)

Mint látjuk tehát e néhány kőzetminta felületes megfigyeléséből és tanulmányozásából is számos adat nyerhető az égitestről, melyről származnak és már ez által is megfogalmazódik néhány kis történet e távoli ismeretlen világ óriási krónikájából.

A meteorok voltaképpen a többihez képest kisebb égitestek, például egy bolygóról leszakadt szikladarab vagy egy kisbolygó. Naprendszerünkben is óriási mennyiségű található belőlük, néhol egész övet alkotnak (pl.: kisbolygó-öv). A Föld légkörébe is gyakran lépnek be meteoritok, többségük azonban annyira kicsiny, hogy elég még a légkörben miközben ionizálja azt fényjelenséget írva ezzel a föld egére, ezt szokta a népnyelv hullócsillagként emlegetni. Némelyikük azonban eljut a Föld felszínéig és becsapódik abba. A legtöbb egy két kivételtől eltekintve (pl.: Kréta- Tercier határán, a földtörténet során (Chicxulub-kráter, Mexikói öböl)) így sem okoz nagyobb kárt csak kisseb krátert hagy maga után. Anyaguk azonban fellelhető így földi körülmények között is.

A meteorok az űrben sokszor nagy sebességgel haladnak, mint ismeretes. Ahogy a meteor melegszik, kezd kiválni a vas, így kifelé haladva a belsejétől egyre kevesebb vasat találni benne, a centrumában azonban nagymennyiségű vas halmozódik fel. A külső részei idővel lemorzsolódnak, ez által, ha egy meteorból származó kőzetmintát vizsgálunk, máris következtethetünk a vasmennyiség és errodálodottság alapján, hogy a meteornak mely részével van dolgunk közelítőlegesen. A meteorok nagy része kondrit alapú. A kondritokat több szempont alapján is csoportosíthatjuk. Az egyik osztályozás szerint hat féle kondritot különböztethetünk meg, ezek a következők: üveges (glassy), sugaras (excentro radial), lemezes (barred), porfiros (porphyritic), poikilites (poikilitic) és szemcsés (granular). A későbbi fotóreprezentáció alapján láthatunk majd ezekre néhány szép példát a japán gyűjteményből. A kondritos meteoritokban szinte mind megtalálható egyben. A kondritoknak jó néhány fajtája van (1953. Urey, Craig): enstatit kondrit,ol- polivin bronzit kondrit, ol-hypersten kondrit, olivin pigeonit kondrit, szenes kondrit. Mindezek és még sok más szempont alapján tehát nézzük a gyűjteményt.

A japán antarktiszi meteorgyűjtemény 30 mintából áll, ezek többsége természetesen kondritos meteorit. Megnevezésüket az alábbi (japán) táblázat tartalmazza:

A japán antarktiszi meteorgyűjtemény

Elsőként nézzünk reprezentációként néhány kondrit típust, melyet sikerült a mikroszkóp segítségével kinagyítani a vizsgálat során:

Lemezes (barred) kondrit:

Sugaras (excentro radial) kondrit

Szemcsés (granular) kondrit:

Kissé repedezett üveges (glassy) kondrit:

Porfiros (porphyritic) kondrit:

Ezen kívül még láthatók a képen egyéb "vegyes", töredezett kondritok is.

A továbbiakban ismertetnénk a japán antarktiszi meteoritgyűjtemény összes mintáját, az alábbi fotóanyagon keresztül:

Látható tehát e mesés gyűjteményen, a meteoritek változatos sokszínűsége, anyagaik, szöveteik változatossága. Részletes összetételüket a képsorozat során nem tartottam fontosnak leírni, hiszen leglényegesebb tudnivalóikat (típusuk, nevük, összetételük) a Japánból érkezett táblázat feltünteti.

Összességében bepillantást nyertünk tehát a bolygók, a Naprendszer és a csillagok világába egy kicsit másként, mint ahogy azt a csillagászat és az asztrológia egyéb ágazatai teszik, hiszen voltaképpen egy mikroszkóp lencséjén keresztül tekinthettünk vissza több milliárd évekkel ezelőttre, több millió fényévekkel távolabbra és talán sokmillió csillag és bolygó anyagát összegyúrva láthattuk egyetlen egységgé forrva minden egyes csiszolaton, belegravírozva ezzel a világegyetem névjegyét.

2012. március