Специалисты УрФУ, ИФМ УрО РАН и ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии в Черноголовке провели серию опытов и выяснили, как метеориты сопротивляются разрушению при ударах. Данные, полученные физиками, помогут в будущем предотвращать падения крупных астероидов и метеоритов на Землю. Результаты экспериментов опубликованы в «Журнале технической физики» и представлены на 86-м ежегодном собрании Метеоритного общества в Брюсселе (Бельгия). Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России по программе «Приоритет-2030».
Сихотэ-Алинь – один из образцов метеоритов, на котором проводили исследования. Фото: пресс-служба УрФУ
«Мы изучили особенности механических свойств железных метеоритов — откольную прочность, динамический предел упругости в условиях сжатия. Иными словами, проверили, как метеориты сопротивляются разрушению при ударах. Например, если по какому-нибудь материалу ударить молотком, в зависимости от вязкости и других характеристик материала, произойдет откол, разрушение. Так происходит и с железными метеоритами, но в нашем случае речь идет о гораздо больших нагрузках», — рассказывает соавтор работы, младший научный сотрудник лаборатории Extra terra consortium УрФУ Разиля Муфтахетдинова.
В работе физики исследовали четыре железных метеорита — Чинге, Сихотэ-Алинь, Сеймчан, Дронино — найденных метеоритной экспедицией УрФУ в регионах России. Метеориты разного состава, с разным содержанием никеля (от 5% до 17%) также сравнили с железоникелевыми сплавами земного происхождения.
«Сравнительный анализ полученных данных показал, что разрушение метеоритов происходит в довольно широком диапазоне нагрузок — от примерно 4 ГПа до 2,5 ГПа. Такую нагрузку можно сравнить с атмосферным давлением, и она будет превышать его в 40 000 раз. На разрушение метеоритов среди прочего влияют и исходная структура, и количество дефектов внутри него. Однако, если сравнивать с железными и железоникелевыми сплавами земного происхождения, то прочность железных метеоритов лишь незначительно уступает самым высокопрочным сталям», — поясняет Разиля Муфтахетдинова.
Данные, которые получили ученые, помогут предотвращать столкновения с крупными космическими телами, которые при падении на Землю могут вызвать катастрофические последствия. Такие астероиды или метеориты можно разрушать в космосе с помощью ядерного взрыва или большого заряда промышленного взрывчатого вещества либо менять их траекторию полета.
«В основном все разработки по отклонению траекторий потенциально опасных объектов, сближающихся с Землей, на сегодня носят теоретический характер. Но, например, специалисты NASA в сентябре 2022 года успешно провели миссию по изменению траектории двойного астероида. Это первый в истории успешный проект по изменению траектории астероидов и их перенаправлению. Его выполнили посредством запуска беспилотного управляемого космического аппарата к двойному околоземному астероиду Дидим и его компоненту Диморф. Над программой по защите Земли от планетарных ударов работали сотрудники лаборатории прикладной физики университета Джонса Хопкинса и нескольких центров NASA», — поясняет Разиля Муфтахетдинова.
В планах российских ученых подробно исследовать на микроуровне деформированные после эксперимента образцы. Ученые уже провели томографию и собираются оценить, как изменилась микротвердость метеоритов.
Справка
Первые образцы метеорита Чинге находили в районе хребта Танну-Ола (Республика Тыва) в 1911 году. Ученые УрФУ обнаружили метеорит в 1986 году. В метеорите содержатся никель, камасит, тэнит, добреелит, троилит, шрейберзит.
Метеорит Сеймчан относится к типу железокаменных метеоритов, хотя его первый экземпляр весом около 300 кг был найден в 1967 году на притоке реки Ясачная в Магаданской области и состоял только из металла. На сегодня собрано несколько тонн железных и железокаменных фрагментов этого метеорита. В метеорите также содержатся камасит, тэнит, плессит.
Железный метеорит Сихотэ-Алинь является одним из немногих метеоритов, чье падение 12 февраля 1947 года наблюдали многочисленные очевидцы. Болид пронесся по небу над Приморьем и выпал обильным метеоритным дождем, а также образовал несколько ударных кратеров.
Фрагменты метеоритного дождя Дронино нашли в 2003 году в Касимовском районе Рязанской области. В песчаном грунте на глубине до 3 метров обнаружили более 3 тонн метеоритного вещества. Давнее падение во влажную среду привело к значительному окислению мелких фрагментов, но в массивных образцах сохранилась неокисленная металлическая основа.
Источник информации и фото: пресс-служба Уральского федерального университета