A kő-vas meteoritok - a pallazitok, mezoszideritek

A meteoritok "királynője" a pallazit és a mezoszideritek

Cikkemben a kő-vas meteoritok két képviselőjével, a pallazitokkal és a mezoszideritekkel foglalkozom. Mindkettő kivételesen szép megjelenésű, egyben nagyon ritka típusnak számít, ugyanis az összes ismert meteorit mindössze 0,33 illetve 0,67 %-át adják.

A pallazit meteoritok:

Nevüket Peter Simon Pallas német zoológus, botanikus természettudósról kapták, aki 1772-ben az orosz cár meghívására - a világon elsőként -, a szibériai Krasznojarszk mellett talált, később pallazitnak bizonyult mintákat tanulmányozta. Itt említem meg, hogy gyakori tévedés, a pallazit néveredet 2 Pallas nevű kisbolygóhoz kötése. A pallazitok főként fémes vas-nikkel fázisokból - a Ni szegény kamacitból (Ni: 5-10 %) és a Ni-gazdag ténitből (Ni: 20-65 %) - és sárgás-narancsos olykor zöldes gyönyörűen csillogó, szerencsés esetben átlátszó vagy épp átlátszatlan (opak), gyakran cm-es méretű olivin ásványszemcsékből állnak. Kísérőként szilikátos fázisok és ritkán piroxének is előfordulnak bennük. A fémes fázis átlagban meghaladja az olivines rész arányát és összefüggően vagy éppen teljesen egyenetlenül oszlik el bennük. Szépségük olyannyira megkapó, hogy egyesek a "meteoritok királynőjének" tartják őket.

Csiszolt és polírozott felületüket sav-alkohol keverékkel maratva (szaknyelven étetve) kirajzolódik a jellegzetes Widmanstätten-mintázat oktahedrites, 60 fokos irányultságú kristályrácsa, ami olykor rendezetlenül csavarodott esetleg kuszán tekeredett.

A pallazitok jelenleg ismert alcsoportjai a következők:

• PMG (Pallasite Manin Group) - pallazitok főcsoportja, a nagy többség ide tartozik pl. Admire, Esquel, Fukang, Seymchan, stb
• PES (Pallasite Eagle Station) - 5 tagja ismert, a névadó az Eagle Station meteorit (USA,1882) , rokon ma IIF tipusú vasmeteoritokkal,
• PPX (Pyroxene Pallasite) - orto-piroxéneket tartalmazó ritka csoport (ide sorolták korábban a Vermillion és Yamato 8451-et)
• P-ung (Pallasite ungrouped) - pallazitok amiket nem sikerült besorolni, pl Krasnojarsk (az első pallazit, 1749, Oroszország)

Eredetüket a következő modellek magyarázhatják:

Az egyik és talán leginkább elfogadott modell szerint egy ősi differenciált akondritos kiségitest fémes vas-nikkel magjának és szilikátos köpenyének a határvidékén jöttek létre, egy vékony átmeneti övben. A forró és folyékony vas-nikkel a mag felé vándorolt (migrált), míg az ennél hűvösebb szilikátos köpeny olivin szemcséi a kéreg felé mozogtak (felúsztak). A kettő határán a kiegyenlítési folyamat egyensúlyba került és a kiségitest lassú hűlésekor az olivin szemcsék szinte belefagytak az őket körülvevő fémes FeNi fázisba. Egyes olivin szemcsék lekerekítettek, gömbölydedek, de olykor megnyúltak, amit magyarázhat az egymásra épülő köpenyövek rétegnyomása. Ez az elmélet azonban nem magyarázza, hogy miért látunk néha breccsás szerkezetű és nagyon eltérő arányú olivin-fém elrendeződést. A Hawai Egyetem munkatársai 2010-es cikke szerint előfordulhatott hogy egy kisebb illetve nagyobb, de még olvadt fémes magú ősi kiségitest ütközött oly módon, hogy a kisebbik szinte érintőlegesen csapódott a nagyobba. A kataklizmikus esemény során a két folyékony fémmag jelentősebb része összeállt, míg valamennyi távozni tudott és összekeveredett a szilárd olivin és a kisebb dermedéspontú fémes FeNi fázis. Az ütközés hatására kidobódott de távozni nem tudó anyag sokkolt ásványai teljesen eltérő arányban és szerkezettel hozták létre a tapasztalt breccsás mintázatot.

Hogy melyik elmélet helyes, azt ma még nem tudjuk, sőt az is lehet hogy az akkori időszakban (a Nap csillaggá válása utáni első 100-150 millió év!) fennálló aszteroida számossága és sokfélesége miatt, egyszerre volt jelen a két folyamat.

Jelenleg 114 db pallazitot tart nyílván a Meteoritical Bulletin, ebből mindössze 4 db a szemtanús és dokumentált hullás, a többi talált. Ezek sorrendben a következők:

• 1826 Mineo pallazit Olaszország, Sicilia TKW: 42 gr
• 1898 Zaisho pallazit PMG-an Japán, Shikoku TKW: 330 gr
• 1902 Marjalahti pallazit PMG Oroszország, Karélia TKW: 45 kg ( a budapesti TTM-ben is volt belőle)
• 1981 Omolon pallazit PMG Oroszország, Magadán kerület TKW: 250 kg

Mint látjuk, gyakorlatilag alig van friss, szemtanús hullású pallazitunk, így nem csoda, hogy nincs tapasztalatunk ezek hullás-dinamikájának körülményeiről. Nem tudjuk, milyen a hullás utáni, friss olvadási kérgük, nem tudjuk milyen hatással van rájuk hullásukkor a földi légkör (abláció), nem ismerjük pályájukat, stb. Megjegyzendő, hogy a kínai 1920-as Nanseiki és 1883-as Calderilla chilei szemtanús pallazitok később nem kerültek be a Meteoritical Bulletinbe, valószínűleg ugyanis nincsenek meg a példányok vagy tévesnek bizonyult a pallazit, mint típusbesorolás.

A szemtanús vasmeteoritok maradandó fizikai/szerkezeti tulajdonságainak tanulmányozása alapján, azt gondoljuk, hogy amikor a kozmikus sebességgel beérkező "űrhideg" pallazit test a földi atmoszférában kialakuló forró plazmacsatornában a felszín felé száguld, akkor az abláció (itt: héjszerű anyagleválás) sokkal nagyobb mértékű, mint hogy a több ezer C fokos plazma a test anyagát teljesen át tudná forrósítani. Azaz sokkal gyorsabban válnak le a vékony, forró anyaghéjak a testről, minthogy a test belseje lényegesen át tud olvadni, magyarul a hatás jobban hűt, mint átforrósít. Erre jó példa az 1947-es szemtanús hullású orosz Sikhote-Alin vasmeteorit esete, ugyanis a földre hulló példányok egyetlen esetben sem gyújtották fel a téli februári, száraz erdőt. Valószínűleg a testek a légkörbeni robbanás után, a sötétrepülési szakaszukban (dark flight) már "csak" tovább hűltek, ezért földetérve még oly annyira sem voltak melegek, hogy tüzet tudjanak gyújtani, sőt egyetlen ilyen - hiteles - "tüzetgyújtó" meteorit esetről sem maradt feljegyzésünk. De miért érdekes ez? Azért mert a pallazitokat alkotó olivin szemcsék nagyon magas olvadás/dermedés pontúak, míg az olvadt, folyékony FeNi fémfázis már 725 C fokon dermed. Vagyis a zuhanás közbeni abláció során a fém egész egyszerűen kifolyik a magas olvadáspontú olivinek közül, amik helyben maradnak, ugyanakkor a fém éles peremei leolvadnak, legömbölyödnek. Az egész test egy rücskös felszínű, olivin szemcsékkel megszórt pl. ananász felszínéhez hasonló. Rendben, de van erre valós példa?

2012-ben találtak egy nem túl régi hullásnak tűnő 271 gr-os Észak-Nyugat Szaharai pallazitot az NWA 7788-at (a példány talált, azaz a hullás itt sem dokumentált). A meteorit felszíne erősen szabdalt, a vas-nikkel fémfázis legömbölyített és rücskös, az olvadási kéreg - a szemtanús vasmeteoritokhoz hasonlóan - csillogóan fekete, nem oxidált vagyis friss. A sárgás-narancsos olivin szemcsék ebben a fémmátrixban ülnek. Ez az egyik olyan pallazit, amely viszonylag érintetlen állapotban maradt fent és a hullás után nem oxidálódott. (J. Utas, USA gyűjtő tulajdona).

A másik példa teljesen véletlenül éppen cikkem írásával egyidőben adódott. Ugyanis helyi nomádok 2017-ben Mali homoksivatagjaiban néhány kg különlegesen szép és frissen megőrződött fémesen csillogó pallazitokat találtak, melyet színe alapján egyszerűen csak "Golden pallasite"-nak neveztek. Az első példányok ez év nyarán kerültek a világhíres Ensisheim Meteorite Show kiállító pultjaira, ahol én is szert tettem a hazai egyetlen ilyen példányra. A meteorit klasszifikációját több gyűjtő is elvégezte így NWA számot kapott ez is.

A fenti képen látszik, hogy a pallazit nem oxidálódott, a lekerekedett ágas-bogas fémes rész valamiért aranybarna és nem fekete (talán a többlet Cu tartalom miatt ?) az olivin szemcsék épek, sértetlenek. A hullás időpontjáról, az esetleges okozó tűzgömbről egyenlőre semmi információ nem áll rendelkezésre, ami a gyéren lakott és ilyen jellegű technikával kevésbé ellátott terület miatt nem csoda.

Szerencsére nem ez a helyzet a legutóbbi szemtanús pallazittal, az orosz (akkor Szovjetunió) Omolon, nevűvel aminek önmagában is különleges a története.

Az Omolon egy 1114 km-es hosszú folyó Oroszország távol-keleti részén, ami keresztül szeli Magadani területet, Csukcs és Jakutföldet. Az itt élő őslakosok a vadászó, halászó, rénszarvas-tenyésztéssel foglalkozó jukagírok.

A ritkán lakott vidék egyik meteorológiai állomásán 1981. május 16.-án 17:10 UT-kor egy rendkívül fényes tűzgömböt láttak, amit jelentettek központjukba. A jelenséget szemtanúk is látták így I. Tyanawye helyi rénszarvas tenyésztő, akinek a sors főszerepet szánt ezen meteorit történetében. 

Később V.A. Bronshten, V.E. Zharov és R.L. Khotimok orosz kutatók további szemtanúk elbeszélése alapján megpróbálták rekonstruálni a tűzgömb égi és naprendszerbeli pályáját (lásd a pálya földi vetületét). Számításaik alapján az atmoszférába belépő tömegre 390-490 kg-ot, a belépési sebességre pedig 12-15 km/s kaptak, ugyanakkor a földbecsapódás sebességét 220 m/s-ban adták meg, a pálya pedig 60-70 fokot zárt be a horizonttal. Az adatok nyílván nagy hibával terheltek, hiszen fotó, video akkor még nem állt rendelkezésre, csupán a szemtanúk elbeszélése. A kiszámolt pálya szerint, a becsapódó test egy Apolló M-típusú (fémes) kisbolygó töredéke lehetett. A tanulmány máig az egyetlen pályaszámítás pallazit meteoritok forrás-égitestjére vonatkozólag.

1982 augusztusában az immáron kulcsszereplővé előlépett Tyanawye talált egy kicsi de nehéznek tűnő fémes kőzetet, amit megmutatott S.V. Kolbasenko állatorvos ismerősének és elmondta neki, hogy azt egy nagyobb darab kőzetről törte le. Később együtt felkeresték a helyet, ahol egy nagy és nehéz oda nem illő fémes kőzetdarabot találtak. Hosszú hányattatás után a letörött minta 1989-ben eljutott a Szovjet Tudományos Akadémiai Távol-keleti Meteorit Bizottságához (igen ilyen is volt arrafelé, hiszen ne feledjük a nagy mennyiségben hullott, 1947-es távol-keleti Sikhote-Alin vasmeteoritokat). Így 1990 júliusában a kutatók expedíciót szerveztek a hullás valószínűsíthető helyszínére és szerencsésen megtalálták a szinte tökéletesen piramis alakú 63x58x37 cm-es és 250 kg-os meteoritot. A részletes geokémiai elemzés kimutatta, hogy egy nagyon ritka típusú és szemtanúk által is dokumentált pallazit meteoritot találtak. A fő tömeg jelenleg az Orosz Tudományos Akadémia Magadani Intézetében található. Rendkívül kevés kép készült róla, köz és magán-gyűjteményekben alig-alig található belőle példány.

Jelentősebb mennyiségben talált pallazitok (név, találás éve, ország, TKW):

• Admire (1881 USA, >180 kg), Brahin (1810 Fehéroroszország, >1 t)
• Brenham (1882 USA, 4,8 t)
• Esquel (1951 Argentina, 755 kg)
• Fukang (2000 Kína, 1 t)
• Glorieta Mountain (1884 USA, 148 kg)
• Huckitta (1924 Ausztrália, 2,3 t)
• Imilac (1822 Chile, több tonna)
• Jepara (2008 Indonézia, 499,5 kg)
• Krasnojarsk (1749 Oroszország, 700 kg)
• Pallasovka (1990 Oroszország, 198 kg)
• Sericho (2017-es találás, Kenya, >4,8 t)
• Seymchan (1967 Oroszország, több tonna. Fémfázisa IIE tipusú vasmeteorit típus.)
• Springwater (1931 Canada, >67,6 kg). 

A mezosziderit meoritok:

A másik kő-vas meteorit típus a mezoszideritek csoportja. A pallazitoktól eltérően a szétszórt (nem összefüggő) fémes FeNi fázis itt is többségben van, de az olivinek helyét főként átlátszatlan, opak ásványok veszik át, úgy mint az olivin, piroxén és kalciumban gazdag földpát, melyek rokonságot mutatnak a vestai eredetű eukritekkel és diogenitekkel. Szerkezetük gyakran breccsásodott, azaz aprószemcsés mátrixban, nagyobb önálló szemcsék helyezkednek el. Fémes, szulfidos elegyrészeik rokonságot mutatnak a IIIAB típusú vasmeteoritokkal. Vágott, csiszolt, polírozott felületüket savval étetve, érdekesen foltos, újrakristályosodott jellegű fémes mintázatot mutatnak, de megjelenhet az említett Widmanstätten minta is. Előfordul, hogy 10 cm-es (!) nagyságú ásványi pl. piroxén önálló csomókat találunk bennük. Ez felveti, hogy egyes elegyrészeik a pallazitok szülőégitestjéhez hasonlóan, mélyebb rétegekből származnak és történetük során valahogyan újra átforrósodva, átkristályosodva keveredtek a magasabban elhelyezkedő magmás anyagrészekkel. Ez leginkább a pallazitoknál megismert ütközési eseményekkel magyarázható. Forrás-égitestjükre a legjobb egyezést a 279 × 232 × 189 km-es M típusú, 16 Psyché aszteroida adja.

A cikk írásának időpontjában 237 db mezoszideritet ismerünk, amiből csupán 7 db a szemtanús hullás. Ezek a következők:

• 1842 Barea mezosziderit Spanyolország,  La Rioja TKW: 3,2 kg
• 1879 Estherville mezosziderit USA, Iowa TKW: 320 kg
• 1880 Veramin mezosziderit Irán TKW: 54 kg
• 1933 Dyarrl Island mezosziderit Pápua Új-Guinea TKW: 188 gr
• 1935 Łowicz mezosziderit Lengyelország, Skierniewice TKW: 59 kg
• 1935 Patwar mezosziderit Banglades, Chittagong TKW: 37,35 kg
• 1995 Dong Ujimqin Qi mezosziderit Kína, Zizhiqu TKW: 128,8 kg

Olvadási kérgük hasonló a vasmeteoritokéhoz, ugyanakkor kondritos jelleget is mutathat, azaz együtt van jelen a feketés olvadt fém és a szintén fekete olvadt kőzetüveg a felszínen, melyből átlátszó olivincsomók türemkednek ki. A lengyel Lowicz mezosziderit inkább vasmeteorithoz hasonló olvadási kérgű, az amerikai Estherville pedig inkább kondritos ld. jobbra.

A mezoszideriteket petrológiai átalakulásuk foka és a bennük lévő Ca szegény piroxén/plagioklász aránya szerint később A, B és C alcsoportokra bontották, majd ezen alcsoportokat a textúra átalakulási/átolvadtsági mértéke (metamorfizáció) szerint további 1,2,3,4-es számokkal különböztették meg, így összesen 12 kategóriát alakult ki (pl. A1, A2, A3, A4, B1, B2, stb). Az 1-es jelenti a nem átolvadt szerkezetet, a 4-es a megolvadt breccsát.

Jelentősebb mennyiségben talált mezoszideritek (név, találás éve, ország, TKW): 

• Bondoc (1956 Fülöp-szigetek, 888,6 kg)
• Crab Orchard (1887 USA, 48,5 kg)
• Jiddat Al Harasis 203 (2002 Omán, 46,2 kg)
• Lamont (1940 USA, 38,69 kg)
• Mincy (1857 USA, 89,4 kg)
• Mount Padbury (1964 Ausztrália, 272 kg)
• North West Africa 2924 (2005 Algeria, 180 kg)
• Pinnaroo (1927 Ausztrália, 39,4 kg)
• Toufassour (2007 Marokkó, 73,3 kg)
• Vaca Muerta (1861 Chile, >3,83 t, érckutató kalandorok találták)
• Youxi (2006 Kína, 218 kg)

És végezetül egy Rejtő Jenő regénybe illő történet egy érdekes mezosziderit meteoritról, avagy a: "100 m-es Chinguetti mezosziderit meteorit hegy rejtélye":

A Chinguetti egy 4,5 kg-os mezosziderit meteorit, melyet 1916-ban Gaston Ripert francia tisztviselő talált Mauritániában 45 km-re a Chinguetti oázistól. A kapitány a környezetétől elütő nehéz követ évek múltán juttatta el a neves párizsi geológusnak Alfred Lacroix-nak, aki megvizsgálta és felismerte mint - az akkori terminológia szerinti - sziderofír jellegű meteorit. Ripert nem is sejtette ( vagy éppen nagyon is jól...?), hogy ezzel egy közel 70 évig megoldatlan rejtélyt indított útjára.

Ripert a kő átadásakor elmondta Lacroix-nak, hogy utazásai során egy helyi törzsi vezetőtől hallotta, hogy a sivatagban egy 40 méter magas "vashegy van" aminek helyét a nomádok féltve őrzik. Ez szokatlan volt, mert arrafelé vaslelőhelyet nem ismertek, de kíváncsi ember lévén végül rávette a törzsfőnököt, hogy az elvigye a titokban tartott helyszínre. Először bekötötték a szemét, majd 12 órás sivatagi tevegelés után feltárult előtte a monumentális hegy, amelyet 100 méter hosszúnak és 40 m magasnak becsült (!). Itt botlott meg és tette zsákjába a később Párizsban vizsgált 4,5 kg-s fémszerű követ. Lacroix akit hajtott a kíváncsiság hamarosan közvéleménnyel is megosztotta Ripert felfedezését és nem csoda, hogy sokan jelentős felfedezésnek ítélték az esetet, még a francia parlament is foglalkozott az üggyel. Voltak akik a story ellenében, voltak akik amellett álltak, közülük is kiemelkedett Théodore Monod professzor, aki végül expedíciókat szervezett Mauritániába a kérdéses környékre. Erről még TV műsor is készült, akkora jelentőségűnek vélték a rejtélyt.

Az adatok begyűjtése után, Monod 1934-ben végül kijelentette, hogy Ripert minden bizonnyal tévedett, ugyanis a vélt pozíció közelében Aouinet N'Cher-nél csupán egy sivatagi mázas vastartalmú homokkő dombot talált, semmi mást. Ripert jóvágású francia tisztviselőként nyílván védte a mundért, hogy igenis tudja hogy mit látott, de perdöntő bizonyítékot a 4,5 kg-os mezoszideriten kívül nem tudott felmutatni. A vita ezzel lezárulni látszott, mígnem 1989-ben előkerült Jacques Gallouédec egykori tapasztalt francia katonai pilóta, aki szabadúszóként a mauritániai vízügyi hatóság számára végzett légi felméréseket. Monod professzornak írt levelében elmondta, hogy a levegőből egy furcsa félkör alakú fekete dombszerűséget vett észre a Ripert által sejtett pozícióban. Ezután, az új adatok alapján ismét keresték a fekete követ, de eredménytelenül. Talán újra pontatlan volt a pozíció, talán eltakarták azt egy erős sivatagi vihar homokdűnéi? Nem tudjuk... Lehet Gallouédec volt az egyetlen még élő ember aki valóban látta Ripert "vas-hegyét?

És ekkor jött a tudomány!

Az újkori modern mérések azt mutatták, hogy a 4,05 kg-os meteorit mezosziderit azaz a kő-vas meteoritok, újabb módon a differenciált (átolvadt) meteoritok osztályába tartozik, mégpedig a B1 alcsoportba. Cl, Ar, Be és Ar izotópelemzések szerint a Chinguetti kb. 66+/- 7 millió éve szakadt ki szülőégitestje anyagából, Ur és Pb izotópok szerint Földi hullási kora kb. 1800 év. A mérések szerint a meteorit, az eredetileg a föld légkörébe érkező testben minimum 15 cm mélyen volt, a test méretére pedig 80 cm átmérő adódott. Tehát már csak ezért sem tartozhatott a Ripert által "látott" hegyméretű meteorithoz". Ez utóbbi mérési eredmény lett végül a perdöntő, a vita lezárásában. 

Magyarországon a Természettudományi Múzeumban, az ELTE állandó ásvány és meteorit kiállításán, a szombathelyi Gothard Asztrofizikai Obszervatórium meteorit gyűjteményében, a Zselici Csillagparkban és magángyűjtőknél láthatunk szép pallazit és mezosziderit meteoritokat.