bélyegkép|350px|A korai Naprendszer anyagfejlődés-története során két anyaghierarchia-szint épül föl: ásványok csapódnak ki a szoláris ködből és egy későbbi szakaszban bolygótestek állnak össze.Az ábra Bérczi Szaniszló: Kristályoktól bolygótestekig című könyvéből való.

Azokat a rétegeket nevezzük ásványöveknek, melyekben a Naprendszer kialakulásakor, a szoláris ködben a Naptól távolodva egyre alacsonyabb hőmérsékleten más és más ásványok kerültek túlsúlyba.

A Naprendszer a Napból, a Napot körülvevő anyagokból és égitestekből, valamint az égitestek közötti teret kitöltő egyéb anyagokból (sugárzások, erőterek) áll. A Napot körülvevő bolygórendszer a Nap körüli gázfelhőből született. Az égitestek fokozatosan alakultak ki. A hőmérséklet a Nap körüli gázfelhőben, amit szoláris ködnek is neveznek, a Naptól távolodva fokozatosan csökkent. Ezért a Naptól különböző távolságokon különböző ásványok voltak egyensúlyban a szoláris köddel. Ebből az ásványi övességből született meg a ma is ásványöves Naprendszer.

Az öves Naprendszer kialakulása Ismereti források a Naprendszer anyagáról Az anyagfejlődés-történetéről formálódó összképben döntő jelentőségű a meteoritok vizsgálata. A szilárd felszínű égitestekre simán leszállt űrszondák mérései előtt kizárólag a meteoritok tanulmányozásával gyűjtött kőzettani ismereteink voltak más égitestek anyagáról. A meteoritok anyagvizsgálata tárta föl, hogy a meteoritok ásványai, szöveti alkotóelemei, ezek ásványai a Naprendszer születésének idejéből származnak.

A csillagászati modellekkel összhangban ma elfogadott az a nézet, hogy a csillaggá összehúzódó kozmikus por- és gázköd fölmelegedett, központi forró tartományai létrehozták a Napot, a körülötte keringő ködből pedig anyagcsomók váltak ki, azok megformálták a Naprendszer ásványait, melyek ütközésekkel nagyobb égitestekké halmozódtak. Ezek alapján a meteoritok anyagvizsgálata során kérdezhetjük meg, hogy e folyamatnak milyen megfogható lépései maradtak fenn? A meteoritok tehát fontos láncszemek akkor, amikor az anyag fejlődéstörténeti képet egyre részletesebben meg akarjuk ismerni. De fontos tanúk abban is, hogyan alakult a Naprendszer ásványos összetétele a korai, kialakulási szakaszban.

Kötőerők a Nap körüli anyagi részek között A Nap körüli por- és gázköd anyagát kétféle erő csomósította, halmozta nagyobb testekké. Az egyik erő, mely elektromágneses és kvantumos hatások együttese, ásványszemcséket hozott létre. Apró szemcsékben kristályok váltak ki, melyek az ütközések során összetapadtak, s egyre nagyobb anyaghalmazokká álltak össze. A másik erő, a gravitáció, fokozatosan jutott szervező szerephez a bolygók fölhalmozódása és megformálása során. A kilométeres nagyságú égitestek, a planetezimálok, ütközéseikkel egyre nagyobb méretű égitestekké tömörültek, melyek egymás pályáit már egyre nagyobb mértékben befolyásolták.

A Naprendszer a Napot körülvevő anyagokból és égitestekből áll. Mindegyik égitest és anyaga is a korai Napot körülvevő por- és gázködből alakult ki. E por és gázköd tömege mintegy századrésze a Nap tömegének, de a Naprendszer forgó mozgását ezek a Napon kívüli anyagok hordozzák keringő mozgásukban. A Nap körüli köd a Nap fölmelegedésével együtt fölforrósodott, s később lehűlt. A Naptól való távolsággal együtt változott a köd hőmérséklete, s ezzel a kristályos anyagok összetétele.

Kémiai kristályosodás a Naprendszerben bélyegkép|300px|A korai Naprendszer anyagfejlődés-története során ásványok csapódnak ki a szoláris ködből, melyek sorrendjét a Lewis-Barshay modell szerint mutatjuk be jellemző ásványok párhuzamba állításával

Az 1960-as évektől forradalmi fejlődés kezdődött a Naprendszer anyagainak kutatásában. Az űrverseny során a Holdra tartott az egykori két szuperhatalom, az Amerikai Egyesült Államok és a Szovjetunió. Előkészítésül pedig a Naprendszer anyagának minél pontosabb föltérképezése készült.

E munka egyik része elméleti indíttatású volt. Több kutató számításokkal modellezte azt, hogy a Naptól fokozatosan távolodva, a korai szoláris köd hőmérsékletén milyen ásványok vannak egyensúlyban a gázköddel. Ilyen modellek készítése Larimer, Grossmann, Lewis és Barshay nevéhez fűződik. Meghatározták a Naptól távolodva a szoláris köddel egyensúlyban lévő legfontosabb ásványok sorozatát.

Az alábbi táblázat a Lewis és Barshay féle modell szerinti ásványsort mutatja be. Fontos már most gondolnunk arra, hogy a kondritok (a leggyakoribb meteoritok), főleg ennek az ásványsornak az anyagaiból épülnek föl.

(K) Kémiai elemek, reakciók Ásványok 1600 CaO, , ritkaföldfém-oxidok Oxidok 1300 Fe, Ni fémötvözet Fe-Ni fém 1200 MgO + → Ensztatit (piroxén) 1000 Alkáli oxidok++ Földpát 1200-490 Fe+O → FeO, FeO+ = Olivin 680 +Fe → FeS Troilit 550 Ca-ásványok+H2O Tremolit (azbesztásvány) 425 Olivin+H2O Szerpentin (azbesztásvány) 175 H2O jég kristályosodik Vízjég 150 gáz +jég H2O=.H2O Ammónia-hidrát 120 gáz +jég H2O=.7 H2O Metán-hidrát 65 Metán, Argon kristályosodik Metánjég, argonjég

A Naphoz közeli forró tartományokban kiváló ásványok sorozatát Grossman és Larimer határozta meg. Ezek jelentőségét az adja, hogy a kondritos meteoritok kis mennyiségben ennek a forró övnek az ásványait is tartalmazzák.

(K) Kémiai anyagok Ásványok 1785 K Korund 1647 K CaO. Perovszkit 1625 K 2MgO.. Melilit (Gehlenit) 1513 K MgO. Spinell 1471 K Fe.Ni Vasnikkel 1450 K CaO.MgO.2 Diopszid (piroxén) 1444 K 2MgO. Forszterit (olivin) 1362 K CaO..2 Anortit (földpát) 1349 K MgO. Ensztatit (piroxén)

Mindkét ásványsorozat tagjai közvetlenül meg is figyelhetők a meteoritokban. A Lewis-Barshay modell - ahogy említettük már, - a kondritokban, a Grossman-Larimer sorozat pedig a kalcium-alumínium oxid zárványokban (CAI).

A kondritok kalcium-alumínium oxid zárványok (CAI)

A belső Naprendszer ásványait a tűzálló kerámiák anyagaiként ismerjük. (például a korund) A tűzálló ásványok kicsiny halmazokba gyűltek össze és rétegesen kristályosodtak egymás után. A kondritos meteoritokba beépülten találjuk őket, s ezeket a főleg kalciumból (Ca) és alumíniumból (Al) fölépülő világos színű ásványegyütteseket CAI-knak nevezték el a meteoritkutatásban (CAI = Ca-Al-Inclusions, azaz Ca-Al-zárványok).

Egy CAI réteges fölépülését folyamatosan növekedő kristályos anyagcsíraként képzelhetjük el. Először korund (), és perovszkit (), válik ki, majd sorra melilit (), spinell (), majd diopszid (), végül anortit () rétegek következnek. CAI ásványok (fehér zárványok) összetételét először Sztrókay Kálmán magyar kutató mérte meg a kabai meteoritban. Röntgendiffrakciós méréseiben Sztrókay a fehér zárványokat spinell összetételűnek találta.

A kondrumok kialakulása

A fő kőzetalkotó szilikátok (ásványtan) alkották a belső bolygók övében kiváló ásványok nagy részét. Ezek olvadékcseppeket alkottak egykor, mert a korai Nap kitörései egyes tartományokban úgy fölforrósították a por- és gázködöt, hogy az addig már kialakult és összetapadt kristályok megolvadtak, majd lehűltek. A tizedmilliméteres-milliméteres nagyságú gömböcskékre (a kondrumokra) fokozatosan tapadt rá a körülöttük található por is. A kondrumok és a maradék poranyag összetapadással és ütközésekkel egyre nagyobb égitestekbe halmozódott. A mai kondritos meteoritok azokból a kisebb méretű kondritos égitestekből származnak, amelyek nem melegedtek föl a Naprendszer elmúlt 4 és fél milliárd éve alatt.

Irodalom Barshay, S. S., Lewis J. S. (1976): Chemistry of Primitive Solar Material. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, Vol. 14: 81-94. Bérczi Sz. (1991): Kristályoktól bolygótestekig. Akadémiai Kiadó, Budapest, Consolmagno, G.J., Lewis, J.S.(1978): The evolution of icy satellite interiors and surfaces. Icarus 34, 280-293. Dudich E. (Szerk.) (2003): Geonómia az ezredfordulón. Uniconstant, Püspökladány, () Grossmann L. 1972: Geochim. Cosmochim. Acta 36, 597 Larimer J. W. 1967: Geochim. Cosmochim. Acta 31, 1215 Larimer J., Anders E. (1970) Chemical fractionations in meteorites-III. Major element fractionations in chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta 34, 367-387. MacPherson, G. J. (2003): Calcium-Aluminum-rich Inclusions in Chondritic Meteorites. In: Treatise on Geochemistry, Volume 1. (Editor: Andrew M. Davis. Executive Editors: Heinrich D. Holland and Karl K. Turekian.) pp. 711. Elsevier, Nieto M. 1972: The Titius-Bode Law of Planetary Distances. Pergamon Press, Oxford Novotny E. 1973: Introduction to Stellar Atmospheres and Interiors. Oxford University Press, Oxford Yanai K. & Kojima H. 1987: Photographic Catalog of the Antarctic Meteorites. NIPR, Tokyo

További információk http://www.psrd.hawaii.edu/Sept02/isotopicAges.html http://adsabs.harvard.edu/abs/1975RvGSP..13..422W http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc97/pdf/1591.PDF http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2002/pdf/1472.pdf http://adsabs.harvard.edu/abs/2003TrGeo...1..201M

Jegyzetek

Kategória:Naprendszer Kategória:Meteoritok Kategória:Planetológia