آیا تا به حال در شب صاف و آرامی، به آسمان نگریسته‌اید؟ آیا در لحظه‌ای ناگهان با نوری درخشان مواجه شده‌اید که به سرعت ظاهر و سپس ناپدید می‌شود؟ اگر این تجربه را داشتید، فوراً آرزو کنید! در افسانه‌ها گفته شده است که دیدن شهاب‌ها به معنی برآورده شدن آرزوها است. هرچند این مفهوم جالب اما کمی فراتر از واقعیت است؛ لذا در این مقاله قصد داریم بررسی کنیم شهاب‌سنگ‌ها چه هستند و منبع آنها از کجاست. با ما در دیجیاتو همراه باشید.
هر جسم کوچکی که از فضای بین سیاره‌ای به زمین نزدیک می‌شود و می‌تواند از شرایط سخت اتمسفر عبور کند، به عنوان «Meteorite» یا «شهاب‌سنگ» شناخته می‌شود. شهاب‌سنگ‌ها مرحله نهایی سنگ‌های فضایی هستند که موفق به رسیدن به زمین می‌شوند. این اجرام فضایی ابتدا به عنوان شهاب و پیش از آن، به عنوان شهاب‌واره شناخته می‌شوند.
این اجرام جبرو با حرکت در فضای بیرونی عنوان «شهاب‌واره» را به خود می‌گیرند؛ اما هنگامی که در مسیر زمین قرار گرفته و به جو وارد می‌شوند، به هنگام برخورد با جو زمین، به واسطه عوامل مختلفی همچون اصطکاک، فشار و واکنش‌های شیمیایی با گازهای اتمسفر، می‌سوزند و درخشش ناشی از آنها به عنوان «Meteor»، «شهاب» یا «ستاره ثاقب» مورد اشاره قرار می‌گیرد. وقتی این شهاب‌ها در اتمسفر می‌سوزند و به تکه‌های ریزتر تبدیل می‌شوند، تعداد زیادی از آنها به زمین می‌خورند و شهاب‌سنگ‌ها را به وجود می‌آورند.
ابعاد شهاب‌سنگ‌ها چگونه است؟
اگر این اجسام بسیار کوچک و به اندازه ذرات غبار باشد، به آنها «ریزشهاب‌سنگ» (Micrometeorite) اطلاق می‌شود. حدود ۹۹ درصد از زباله‌های فضایی که به زمین سقوط می‌کنند، از این نوع هستند و به‌علاوه، این اجسام روزانه حدود ۵۰ تن از اجرامی را که از فضای خارج به زمین می‌افتند، شامل می‌شوند.
برخی از شهاب‌سنگ‌ها کمی بزرگ‌تر و به اندازه چند سانتی‌متر هستند و سقوط آنها نیز هیچ آسیبی را به بار نمی‌آورد. در مقابل، برخی دیگر به اندازه تخته‌سنگ‌ها هستند که به ندرت به زمین می‌افتند و در صورت برخورد، می‌توانند به شدت خسارت‌بار باشند.
تا به امروز، بزرگ‌ترین شهاب‌سنگ که شناسایی شده، «شهاب‌سنگ هوبا» (Hoba) است؛ این شهاب‌سنگ با وزنی بیش از ۶۰ تن، در سال ۱۹۲۰ میلادی/۱۲۹۸ خورشیدی در نامیبیا پیدا شده است. به دلیل وزن بسیار زیادش، تا به حال کسی موفق به جابجایی آن نشده است.
اکثریت شهاب‌سنگ‌هایی که در زمین پیدا می‌شوند، از سیارک‌های تجزیه‌شده ناشی شده‌اند؛ به ویژه سیارک‌هایی که در کمربند سیارکی میان مریخ و مشتری به دور خورشید می‌چرخند. این سیارک‌ها یا به دلیل برهم‌کنش‌های گرانشی با سایر اجرام از مدار خود خارج می‌شوند یا بر اثر برخورد با یکدیگر به صورت تصادفی در مسیر برخورد با زمین قرار می‌گیرند.
علاوه بر این، برخی شهاب‌سنگ‌ها نیز از ماه و مریخ به زمین راه می‌یابند. بر اساس تحقیقاتی که صورت گرفته، تنها ۰.۲ درصد از شهاب‌سنگ‌ها از مریخ و ماه به زمین رسیده‌اند. دانشمندان بر این باورند که این شهاب‌سنگ‌ها نتیجه برخورد شهاب‌سنگ‌هایی با این دو سیاره بوده و تکه‌هایی از آنها به فضا پرتاب شده و نهایتاً به زمین رسیده‌اند. همچنین، پژوهشگران گمان می‌کنند که شهاب‌سنگ‌هایی نیز از عطارد و زهره به سمت زمین می‌آیند، اما تاکنون شواهدی برای آن پیدا نشده است.
چگونه می‌توانیم دریابیم شهاب‌سنگ‌ها از کجا آمده‌اند؟
بیشتر شهاب‌سنگ‌ها شباهت زیادی به سنگ‌های زمین دارند، اما لایه بیرونی آنها تاریک‌تر است. هنگام ورود شهاب‌سنگ‌ها به جو زمین، این لایه بیرونی بر اثر اصطکاک می‌سوزد و رنگ سوخته و تیره‌ای به خود می‌گیرد. این فرایند را «فرسایش حرارتی» می‌نامند که سطح شهاب‌سنگ را صیقلی کرده و با توجه به ترکیبات شیمیایی آن، می‌تواند بافت خاصی را روی سطح ایجاد کند. همچنین، برخی شهاب‌سنگ‌ها دارای آهن هستند که آهن‌ربا به آنها متصل می‌شود.
اما پژوهشگران با ابزارها و روش‌های دقیقتری می‌توانند منشأ شهاب‌سنگ‌ها را شناسایی کنند. آنها می‌توانند با استفاده از تصاویر ثبت شده از سقوط شهاب‌سنگ‌ها، مدار و مسیر آنها را محاسبه کنند. همچنین، می‌توانند ترکیب شیمیایی شهاب‌سنگ‌ها را با سیارک‌های مختلف مقایسه کنند. برای مثال، درون شهاب‌سنگ‌های مریخی (Martian meteorites) حباب‌هایی از هوای این سیاره به دام افتاده است و با مقایسه این ترکیبات با جو مریخ، می‌توان به هویت آنها پی برد. به همین منوال، شهاب‌سنگ‌های ماه (Lunar meteorites) باید شباهت به نمونه‌هایی داشته باشند که فضانوردان آپولو به زمین آورده‌اند و با مقایسه ترکیبات شیمیایی آنها، پژوهشگران قادر به شناسایی شهاب‌سنگ‌های ماه خواهند بود.
دانشمندان همچنین می‌توانند سن این سنگ‌ها را تعیین کنند؛ برای نمونه، تا به حال قدیمی‌ترین آنها تا ۴.۶ میلیارد سال قدمت دارد.
شهاب‌سنگ‌ها به سه دسته عمومی تقسیم می‌شوند: سنگی، آهنی و سنگی-آهنی که نشان‌دهنده نسبت سیلیکات به آلیاژ نیکل-آهن درون آنها است. هر دسته از شهاب‌سنگ‌ها به چندین زیرگروه مختلف تقسیم می‌شوند و این زیرگروه‌ها ممکن است منبع واحدی داشته باشند.
این نوع شهاب‌سنگ‌ها عمدتاً از کانی‌های سیلیکات ساخته شده‌اند. شهاب‌سنگ‌های سنگی ۹۴ درصد از کل شهاب‌سنگ‌های روی زمین را تشکیل می‌دهند و به دو گروه اصلی «کندریت‌ها» و «آکندریت‌ها» تقسیم می‌شوند. کندریت‌ها خود به دو گروه معمولی و کربن‌دار تقسیم می‌شوند.
کندریت‌های معمولی، رایج‌ترین نوع شهاب‌سنگ‌های سنگی هستند که ۸۶ درصد از تمامی شهاب‌سنگ‌های روی زمین را تشکیل می‌دهند. نام آنها به دلیل وجود قطرات سخت گدازه که «کندرول» خوانده می‌شود، به این شکل انتخاب شده است. کندریت‌ها از ذرات ریز غبار که مربوط به سیارک‌هایی هستند که ۴.۵ میلیارد سال پیش شکل گرفته‌اند، تشکیل شده‌اند.
با توجه به این که کندریت‌ها همزمان با پیدایش منظومه شمسی تشکیل شده‌اند، بررسی آنها به ما این امکان را می‌دهد که تکامل منظومه شمسی را مطالعه کنیم. کندریت‌های معمولی نیز بر اساس میزان آهن درونشان طبقه‌بندی می‌شوند: کندریت اچ، کندریت ال و کندریت ال‌ال. کندریت اچ به مقدار زیادی آهن درون خود دارد، در حالی که کندریت ال مقدار کمی آهن و کندریت ال‌ال تقریباً حرارت کمی دارد.
کندریت‌های کربن‌دار نادرتر از کندریت‌های معمولی هستند و احتمالاً در دوران ابتدایی شکل‌گیری منظومه شمسی، از نقاطی بسیار دور از خورشید به وجود آمده‌اند. همان‌طور که از نامشان پیداست، این شهاب‌سنگ‌ها حاوی مولکول‌های کربنی زیادی، نظیر آمینو‌اسیدها (مولکول‌های زیستی) هستند. همچنین، این اجسام شامل مولکول‌های دیگری نیز مانند آب و مواد وابسته به آب هستند.
مانند کندریت‌های معمولی، این نوع شهاب‌سنگ‌ها نیز طبق ترکیبات شیمیایی‌شان دسته‌بندی می‌شوند، با این تفاوت که علاوه بر حرف C برای کربن، با حرف اول نخستین شهاب‌سنگ از نوع خود نام‌گذاری می‌شوند. کندریت‌های CI به نام شهاب‌سنگ ایوونا (Ivuna) که در سال ۱۳۱۷ خورشیدی در تانزانیا سقوط کرد، به همین نام شناخته می‌شوند. این شهاب‌سنگ‌ها دارای بالاترین میزان کربن و خاک رس هستند.
کندریت‌های کربن‌دار نیز به نام اولین مکان کشف خود نام‌گذاری می‌شوند؛ برای مثال، کندریت‌های CV به شهاب‌سنگی که در سال ۱۲۹۹ خورشیدی در نزدیکی ویگارانو، ایتالیا پیدا شد، نام‌گذاری شده‌اند. اخترشناسان بر این باورند که این گروه، قدیمی‌ترین شهاب‌سنگ‌ها هستند که ممکن است عمر آنها حتی بیش از خود منظومه شمسی باشد. آنها بر این باورند که این سنگ‌ها ناشی از انفجار ابرنواختری در نزدیکی منظومه شمسی و پیش از شکل‌گیری آن بوده و به سیاره ما رسیده‌اند.
اکنون نوبت به آکندریت‌ها می‌رسد؛ این شهاب‌سنگ‌ها در مقایسه با کندریت‌ها، فاقد قطرات گدازه هستند و تنها ۳ درصد از تمام شهاب‌سنگ‌های شناخته‌شده را تشکیل می‌دهند و به همین جهت بسیار نادر هستند. بیشتر شهاب‌سنگ‌های ماه از این نوع هستند.
شهاب‌سنگ‌های آهنی تقریباً ۵ درصد از کل شهاب‌سنگ‌های روی زمین را تشکیل می‌دهند. ساختار آنها عمدتاً از آلیاژ آهن-نیکل متراکم و شامل دو دسته مواد معدنی کاماسیت و تاینیت است. شهاب‌سنگ‌های آهنی از هسته‌های خرده‌سیاره‌ها منشأ می‌گیرند؛ گفته می‌شود که آهن موجود در این شهاب‌سنگ‌ها یکی از نخستین منابع آهنی است که برای انسان‌ها مورد استفاده قرار گرفت. شهاب‌سنگ هوبا نیز از نوع آهنی است.
شهاب‌سنگ‌های سنگی-آهنی تقریباً یک درصد از کل شهاب‌سنگ‌ها را در بر می‌گیرند و حاوی نسبت مساوی از مواد فلزی و سیلیکاتی هستند که در واقع بسیار نادر هستند.
یکی از انواع شهاب‌سنگ‌های آهن-سنگی، «پالازیت‌ها» هستند که از شبکه‌ای از آهن و نیکل تشکیل شده‌اند و یک کانی سیلیکات متمایل به سبز به نام «الیوین» را احاطه کرده‌اند. پالازیت‌ها معمولا زمانی تشکیل می‌شوند که گوشته غنی از الیوین یک سیارک با هسته فلزی آن ترکیب می‌شود. نوع دیگری از شهاب‌سنگ‌های آهن-سنگی «مزوسیدریت‌ها» است که از ترکیبی از آهن-نیکل و بازالت شکل گرفته و احتمالاً نتیجه برخورد دو سیارک بوده است.
بیشترین فرود شهاب‌سنگ‌ها در کجا انجام می‌شود؟
تحقیقات نشان می‌دهند که به طور تقریبی سالانه ۱۷هزار شهاب‌سنگ به زمین برخورد می‌کنند. اما این رقم از کجا محاسبه شده است؟
برآوردهای کنونی در مورد موادی که به سطح زمین می‌افتند، بر اساس شبکه‌های رصدگری شهاب‌سنگ روی زمین است. اما این شبکه‌ها بسیار محدود هستند. برای به دست آوردن اطلاعات دقیق‌تر از تعداد شهاب‌سنگ‌ها، دانشمندان در قطب جنوب به جستجوی آنها می‌پردازند. دلیل آن این است که یافتن این سنگ‌ها در سطح برفی و یخ‌زده قطب جنوب به مراتب آسان‌تر است.
با دانستن تعدادی که به این منطقه برخورد می‌کند، می‌توان آمار جذب‌شدن آنها را به سطح کل زمین محاسبه کرد. اما این امر به این معنی نیست که شهاب‌سنگ‌ها بیشتر در قطب جنوب سقوط می‌کنند. در حقیقت، احتمال سقوط شهاب‌سنگ‌ها هر چه به استوا نزدیک‌تر شویم، بیشتر می‌شود.
کمترین برخورد‌های شهاب‌سنگ در نواحی قطبی و بیشترین در مناطق استوایی مشاهده می‌شوند. برآوردها نشان می‌دهد که احتمال برخورد شهاب‌سنگ‌های بزرگ در نواحی استوایی ۱۲ درصد بیشتر و در مناطق قطبی ۲۷ درصد کمتر از سایر نقاط زمین است.
شهاب‌سنگ‌ها با نیرویی بسیار زیاد از اتمسفر می‌گذرند و به سطح زمین می‌رسند. هر چه این شهاب‌سنگ‌ها بزرگ‌تر باشند، دهانه بزرگ‌تری نیز بر جای می‌گذارند. یکی از شناخته‌شده‌ترین دهانه‌های برخوردی، دهانه شهاب‌سنگ «بارینگر» در ایالت آریزونای آمریکا است.
حدود ۵۰ هزار سال پیش، شهاب‌سنگی به وزن ۳۰۰ هزار تن با نیرویی برابر با ۲.۵ میلیون تن TNT به زمین برخورد کرد. در اثر این برخورد، دهانه‌ای به قطر یک کیلومتر و عمق ۲۳۰ متر را به جا گذاشت. تکه‌هایی که از این برخورد باقی مانده، نشان می‌دهد که این شهاب‌سنگ از نوع آهنی بوده است. بیش از صد دهانه برخوردی بر روی زمین شناسایی شده‌اند که از جمله آنها می‌توان به دهانه «چیکسولاب» در مکزیک اشاره کرد. با اینکه تقریباً نیمی از این دهانه در زیر آب‌های خلیج مکزیک قرار دارد، اما به وضوح قابل مشاهده است.
دهانه چیکسولاب با قطر ۱۰ کیلومتر، یکی از بزرگ‌ترین دهانه‌های برخوردی بر روی زمین به حساب می‌آید. پژوهشگران گمان می‌کنند که برخورد این شهاب‌سنگ در ۶۵ میلیون سال پیش یکی از علل انقراض دایناسورها بوده است.
بارش شهابی هنگامی که زمین از میان توده‌ای از شهاب‌واره‌ها عبور می‌کند، به وقوع می‌پیوندد. در این پدیده، تعداد زیادی شهاب‌واره در جو زمین می‌سوزند که به اصطلاح به آنها شهاب گفته می‌شود. هر بارش شهابی در زمان و مکان خاصی از آسمان اتفاق می‌افتد که به آن مکان «کانون بارش» اطلاق می‌شود. به رغم این که جهت حرکت شهاب‌ها متفاوت است، اما از نظر نمای سه‌بعدی، به نظر می‌رسد که تمامی شهاب‌ها از یک نقطه منبعث می‌شوند.
بارش‌های شهابی عموماً بر اساس نام ستاره یا صورت فلکی نزدیک به محل ظهور شهاب‌ها در آسمان نام‌گذاری می‌شوند. به عنوان مثال، یکی از بارش‌های شهابی معروف «بارش برساوشی» است که از تاریخ ۲۷ تیر تا ۳ شهریور قابل مشاهده است. اوج این بارش نیز در ۲۲ مرداد اتفاق می‌افتد.
منبع: دیجیاتو