כדור הארץ הוא עולם מופלא, אך לעיתים, כמה מהדברים המדהימים ביותר מגיעים דווקא מחוץ לעולמנו. קחו לדוגמה את המטאוריטים הפלאסיטיים (Pallasite Meteorites) – סלעים חוצניים המשובצים באבני חן נוצצות, המציעים הצצה מרהיבה אל העבר העמוק של מערכת השמש שלנו.
אה, לא שמעתם עליהם? ובכן, צפוי לכם פינוק.
החלל מלא בסלעים שמימיים הנקראים בשמות שונים – שביטים, אסטרואידים, מטאורואידים, מטאוריטים – מה שלעתים יכול לבלבל. אז בואו נעשה סדר.
נתחיל בשביט, גוף שמימי קטן, דומה לאסטרואיד, אך מורכב בעיקר מקרח. שביטים נעים במסלולים אליפטיים, לעיתים קרובות עם אקסצנטריות גדולה, כך שמרחקם מהשמש יכול לנוע בין מיליוני קילומטרים בודדים עד למיליארדי קילומטרים וכשהם מתקרבים לשמש, הם מתחילים להתאדות וליצור זנב זוהר שאורכו עשוי להגיע לעשרות מיליוני קילומטרים, שלעיתים ניתן לצפות בהם בעין בלתי מזוינת.
נמשיך באסטרואיד, פיסה קטנה של סלע או מתכת שמרחפים בחלל. כמובן, "קטן" הוא מונח יחסי, חלק מהאסטרואידים הללו עשויים להגיע לקוטר של עד 1,000 ק"מ. אחר כך באים המטאורואידים - אלה קטנים בהרבה, לעיתים רק בגודל של מטר אחד או פחות. כאשר מטאורואיד חודר לאטמוספירה של כדור הארץ, הוא עשוי להישרף ולהפוך למטאור (כוכב נופל), או במקרים מסוימים, לשרוד את המסע ולהתרסק על פני השטח - ואז הוא נקרא מטאוריט.
אם אי פעם מצאתם מטאוריט, סיכויים גבוהים מאד שזה היה מה שנקרא אבן מטאוריט. משהו כמו 94 אחוז מהמטאוריטים נכנסים לקטגוריה הזו, וזה בדיוק מה שזה נשמע: הם סלעים. עשויים... מסלעים.
אוקיי, אולי זה עושה להם שירות רע. הם לא משעממים כמו שזה נשמע, רובם מה שמכונה כונדריטים - הסוג הנפוץ ביותר, המהווה כ-94% מהמטאוריטים. מדובר בסלעים עתיקים במיוחד בני יותר מ-4.5 מיליארד שנים, שמהם נוצרה מערכת השמש שלנו. "כונדריטים הם החומר שממנו נוצרה מערכת השמש. הם השתנו מעט בהשוואה לסלעים מכוכבי לכת גדולים יותר, שהיו נתונים לפעילות גיאולוגית. כונדריטים יכולים לספר לנו הרבה על איך נוצרה מערכת השמש.
מטאוריטים סלעיים (כונדריטים) – הסוג הנפוץ ביותר, המהווה כ-94% מהמטאוריטים. מדובר בסלעים עתיקים במיוחד בני יותר מ-4.5 מיליארד שנים, שמהם נוצרה מערכת השמש שלנו.
בקצה השני של הספקטרום, יש את מטאוריטי הברזל, ששוב, הם די מובנים מאליהם. הם עשירים מברזל - או, לעתים קרובות, תרכובות ברזל-ניקל, ולעיתים מכילים גם מינרלים סולפידיים וקרבידיים. "אלה מפלצות נדירות ודי מיוחדות", אומר הניו סיינטיסט. "חושבים שהם מגיעים רק מאסטרואידים שגדלו כל כך עד שהקרביים שלהם ניתכו תחת הלחץ הקיצוני. בתוך הפנים הזה, ברזל, שהוא צפוף יותר מסלע, שוקע בהדרגה למרכז".
"במילים אחרות, אלו היו אסטרואידים שהיו בדרכם להפוך לכוכבי לכת עם קרום סלעי וליבה מותכת של ברזל, בדומה לכדור הארץ עכשיו", הוא מסביר. "רבים מהאסטרואידים הענקיים האלה נופצו מאוחר יותר לרסיסים, ופלטו גושי סלע וברזל, שחלקם בסופו של דבר חוצים את מסלולנו ומגיעים לכדור הארץ".
אבל זה החלק שבין שני הקצוות האלה שבו הדברים הופכים מעניינים - כי זה המקום שבו אנו מקבלים את מטאוריטי הברזל-אבן (פלאסיטיים). המטאוריטים הללו נוצרים מכמויות שוות בערך של ברזל-ניקל ומינרלים סלעיים - והתוצאות יכולות להיות מדהימות למדי.
מכל המטאוריטים, הפלאסיטיים הם אולי היפים ביותר. הם "מכילים גבישים גדולים ויפים בצבע ירוק זית - סוג של סיליקט מגנזיום-ברזל הנקרא אוליבין - המוטבע כולו במתכת", מסביר המוזיאון לתולדות הטבע. "לפעמים האוליבין אינו מופיע כגביש בודד אלא כמקבץ. במקומות אחרים זה יכול ליצור דפוס של ורידים דרך מתכת מוצקה".
הם נדירים מאד: "עם רק כ-300 פלאסיטיים מתוך יותר מ-60,000 מטאוריטים מוכרים, הם אפילו נדירים יותר מיהלומים", מציין מרכז החלל הלאומי של בריטניה. אבל איכשהו, זה לא הדבר הכי מעניין בהם. הפלאסיטיים הם גם הסוג המסתורי ביותר של מטאוריט, שכן אפילו היום, אף אחד לא בטוח איך הם נוצרים.
"היווצרות פלאסיטיים הוא נושא למחלוקת בין מדענים", מסביר מרכז החלל הלאומי. "פלאסיטיים מגיעים מאסטרואידים מובחנים, שהם אסטרואידים שניתכו, מה שמאפשר להם להיפרד למבנה שכבות של ליבה, מעטפת וקרום. התיאוריה המבוססת שנים רבות היתה שמקורם של פלאסיטיים בגבול בין הליבה למעטפת, שם ברזל מהליבה נלחץ למעלה לתוך האוליבין שבמעטפת".
אם זה נכון, פלאסיטיים יכולים להיות הצצה מרתקת לגבי האופן שבו נוצרים כוכבי לכת ארציים, כמו כדור הארץ שלנו. "אם היינו חותכים את כדור הארץ לשניים, היינו רואים ליבת ברזל וניקל באמצע. סביב זה תהיה המעטפת הסלעית, ומעל זה נקבל את הקרום המוצק שעליו אנחנו מסתובבים", הסבירה קרוליין סמית' (Caroline Smith), ראש אוספי מדעי כדור הארץ במוזיאון להיסטוריה של הטבע.
"לא הצלחנו לקדוח לליבה של כדור הארץ, אבל גיאולוגים, סייסמולוגים ומדענים אחרים יכולים להשתמש בפלאסיטיים כאנלוגים להרכב ולמבנה של כדור הארץ שלנו ולקבל מושג טוב לגבי פנים הארץ שלנו".
אבל לא כל המומחים משוכנעים מסיפור המקור הזה: יש יותר מדי מטאוריטים פלאסיטיים, הם טוענים, ואין מספיק מטאורואידים עשירים באוליבין שם בחוץ, כך שכולם נוצרו בדרך זו. במקום זאת, הם חושבים שהתנגשויות בין אסטרואידים גדולים וקטנים יותר אשמות: "במהלך מערכת השמש המוקדמת ההומה והצפופה, התנגשויות פגע וברח היו יכולות לשבש לחלוטין את הפלנטסימל", הסבירה סמית', "מערבבות את חומרי הליבה והמעטפת יחד”.
במשך שנים, המדענים סברו כי התערובת הייחודית של אוליבין ומתכת נוצרה בעומק הפלנטסימלים - אותם גופים קטנים דמויי כוכבי לכת, ששימשו אבני בניין לכוכבי הלכת הגדולים. על פי תיאוריה זו, המטאוריטים הפלאסיטיים נוצרו בגבול שבין ליבת המתכת של הפלנטסימלים לבין המעטפת הסלעית החיצונית שלהם. כאשר אסטרואיד התנגש בהם בעוצמה, הפגיעה פירקה את המעטפת, חשפה את סגסוגת המתכת-אוליבין והשליכה שברים לחלל. לאחר מסע ממושך במערכת השמש, חלק מהשברים הללו נכנסו למסלול שהתנגש עם כדור הארץ, והגיעו אליו כמטאוריטים פלאסיטיים.
מחקר חדש, בהובלת קורליס קין (Corliss Kin) וניל בנט (Neil Bennett), שניהם עוזרי פרופסור במחלקה למדעי כדור הארץ באוניברסיטת טורונטו, מציג עדויות חזקות התומכות בהסבר חלופי למקורם של המטאוריטים הפלאסיטיים.
"בשל יופיים הייחודי, מטאוריטים פלאסיטיים מוצגים במוזיאונים רבים עם תוויות המציינות כי מקורם בגבול הליבה-מעטפת של הפלנטסימלים", מסביר קין. "אך הממצאים שלנו מראים כי ההסבר הזה אינו מדויק, ולמעשה, כל התיאוריות על מקורם של מטאוריטים פלאסיטיים יצטרכו לעבור בחינה מחדש".
במאמר שפורסם ב-Geochemical Perspectives Letters, בנט, קין וצוות המחקר שלהם מציגים עדויות לכך שהמטאוריטים הפלאסיטיים לא נוצרו בעומק פלנטסימל צעיר, כפי שסברו בעבר. במקום זאת, מחקרם מציע כי המטאוריטים הללו נוצרו כאשר אסטרואיד מתכתי התנגש והתמזג עם מעטפת המינרלים של פלנטסימל. בעקבות ההתנגשות, החומר החדש שנוצר נפלט לחלל, שם הוא התפזר והתפתח לשברים שהמשיכו לנוע במערכת השמש - עד שחלקם הגיעו לכדור הארץ כמטאוריטים פלאסיטיים.
"ההסכמה המדעית נוטה יותר ויותר לכיוון הרעיון שמטאוריטים פלאסיטיים הם תוצאה של התנגשויות קוסמיות", מסביר בנט. "וזה מעיד על כך שהתנגשויות כאלה היו תופעה נפוצה למדי במערכת השמש הקדומה". כדי להגיע למסקנה זו, החוקרים ניתחו מטאוריטים פלאסיטיים מאוספי המוזיאון המלכותי של אונטריו (ROM) ומכון הסמית'סוניאן,, וכן סינתזו במעבדה שילוב של אוליבין ומתכות, במטרה לשחזר את התהליכים שהתרחשו בגבול הליבה-מעטפת של פלנטסימלים.
המטאוריטים הפלאסיטיים שסונתזו במעבדה נוצרו בתנאים שנועדו לשחזר את הטמפרטורות הגבוהות שאפיינו את גבול הליבה-מעטפת של פלנטסימלים בשלבי היווצרותם. הטמפרטורות הקיצוניות הללו, ואחריהן תהליך קירור ממושך, יצרו איזון איזוטופי בין האוליבין למתכת. כתוצאה מכך, נמדד יחס נמוך יותר של שני איזוטופי ברזל במתכת בהשוואה ליחס שנמצא באוליבין.
לעומת זאת, במטאוריטים הפלאסיטיים הטבעיים, לא נמצא אותו איזון איזוטופי. במקום זאת, הם הציגו יחס גבוה יותר של אותם שני איזוטופי ברזל במתכת בהשוואה ליחס שנמדד באוליבין. ממצא זה תאם בדיוק למה שהחוקרים ציפו לראות בסביבה של טמפרטורות נמוכות יותר והתקררות מהירה – תהליך שמתרחש כתוצאה מהתנגשות בין אסטרואיד לפלנטסימל.
בעקבות ממצאיהם, בנט וקין מתמקדים כעת במשימת החלל של נאס"א, ששוגרה באוקטובר 2023, במטרה לחקור את האסטרואיד פסיכה, השוכן בחגורת האסטרואידים בין מאדים לצדק. משימה זו כונתה "מסע לעולם מתכתי", מכיוון שפסיכה נראה מורכב כמעט כולו ממתכות. אם אכן כך, ייתכן שמדובר בליבה של אסטרואיד קדום, אשר איבד את מעטפתו בעקבות התנגשות עוצמתית שהתרחשה לפני מיליארדי שנים.
אסטרואיד כמו פסיכה הוא בדיוק הסוג של גוף שמיימי שיכול היה להוביל ליצירת מטאוריטים פלאסיטיים. כאשר אסטרואיד מתכתי מתנגש בפלנטסימל, החומר המתכתי שלו מתמזג עם המעטפת המינרלית, ויוצר את המבנה הייחודי של פלאסיטיים.
"אם נאס"א אכן תחקור את פסיכה, ייתכן שהם ימצאו גוף שעבר התנגשויות שהסירו לחלוטין את מעטפתו", אומר קין. "אם נגלה שהוא למעשה כדור מתכת חשוף, זה יהיה מרגש מאד עבורנו", מוסיף בנט. "זה בהחלט יחזק את ההשערות שלנו – ויהיה מרתק לראות זאת מקרוב".
בזכות נדירותם ויופיים יוצא הדופן, מטאוריטים פלאסיטיים זוכים לפופולריות רבה בקרב אספנים. עם זאת, חלקם בולטים במיוחד, כמו המטאוריט אימילאק (Imilac), שגילו מעל 4.5 מיליארד שנים, ומתוארך כמעט לתחילת היווצרות מערכת השמש. "זוהי פרוסה מאחת הדגימות הגדולות בעולם מסוגה", מציין המוזיאון לתולדות הטבע. "סבורים כי אימילאק היה חלק ממטאור גדול בהרבה, במשקל של עד 1,000 ק"ג, שהתפוצץ מעל מדבר אטקמה בצפון צ'ילה – ייתכן שכבר במאה ה-14".
זו ודאי הייתה תופעה מדהימה לצפות בה בזמן אמת, אך גם כיום נותרו בידינו שרידים מרהיבים ממנה. כמו כל המטאוריטים הפלאסיטיים, אימילאק אינו רק דגימה מרשימה ביופייה, אלא גם עדות מדעית חשובה. "אימילאק הוא לא רק מהמם ביופיו", מסבירה סמית', "הוא נבחר גם משום שמטאוריטים רבים עלולים להתבלות ולהתדרדר בתנאי האטמוספירה של כדור הארץ. אימילאק, לעומת זאת, הוא מטאוריט יציב במיוחד, ולכן למרות שהוא מוצג לציבור, הוא עדיין נותר נגיש למחקר מדעי".
מקורות:
קטעים מ- Pallasite Meteorites: The Beautiful Gemstone Space Rocks That Totally Baffle Scientists מאת IFLScience שנכתב ע"י: Dr. Katie Spalding.
קטעים מ- Pallasite meteorites—mineralogy, petrology and geochemistry מאת ScienceDirect שנכתב ע"י: Peter R Buseck.
קטעים מ- 'Earth Sciences researchers probe the origin of the 'most beautiful meteorites מאת University of Toronto שנכתב ע"י: Chris Sasaki.
Comments