چطور شهاب سنگ پیدا کنیم؟

تصورش را بکنید، در حال قدم زدن غرق در افکار خود و خسته از ناهمواری راه، سنگ‌ها را به این سو و آن سو پرتاب می‌کنید. شاید آن سنگ به ظاهر بی‌ارزش، گوهری باشد گران‌بها که خود را به شما رسانیده است.

وقتی تکه سنگی که وارد جو می‌شود آن قدر بزرگ باشد که تمام آن در اثر اصطکاک نسوزد، بخشی از آن به زمین می‌رسد و به صورت سنگی سوخته به نظر می‌آید که به آن «شهاب سنگ» گفته می‌شود. این اجرام تاریخ منظومه شمسی را به همراه خود دارند. شهاب‌ سنگ‌ها برحسب ترکیبشان به سه دسته آهنی،سنگی و آهنی-سنگی تقسیم‌بندی می‌شوند. به دلیل اهمیت علمی آنها، یکی از فعالیت‌های منجمان آماتور پیدا کردن شهاب‌ سنگهاست. شهاب‌ سنگ‌ها آنقدر باارزش هستندکه قیمت بعضی از آنها (نوع ماه یا مریخی) از طلای خالص هم وزن خود بیشتر است.

یافتن شهاب ‌سنگ‌های سنگی مشکل‌تر است زیرا خیلی شبیه به سنگ‌های زمینی هستند. نوع آهنی-سنگی نیز کمیاب می‌باشد، در آنها سنگ و فلز با هم مخلوط شده‌اند. شهاب‌ سنگ‌های آهنی عمدتاً از آهن و نیکل تشکیل شده‌اند، بسیار کم در معرض هوازدگی قرار می‌گیرند. بنابراین احتمال پیداکردنشان بیشتر است. برای شهاب سنگ فرقی نمی‌کند که درکجا سقوط کند و احتمال فرود آنها در هر کجای کره زمین یکسان است. گفته می‌شود که در هر کیلومتر مربع از سطح زمین در هر میلیون سال، حداقل یک شهاب سنگ سقوط می‌کند. اما جستحوگران به نکاتی توجه می‌کنند تا این شانس را افزایش دهند. شهاب ‌سنگ‌ها (به خصوص نوع آهنی) به دلیل سوختن سیاه و براق هستند. جستجو گران مناطقی را برای این کار انتخاب می‌کنند که کمتر دچار تحولات شده باشد و زمین آن دارای سطحی روشن و خالی از سنگ‌های سیاه زمینی باشد.

یک سنگ معمولی

چون در این صورت احتمال رخ نمایی شهاب‌ سنگ زیاد است. به همین دلیل بسیاری از کشف‌ها در قطب جنوب انجام شده است. در این مناطق جستجوگران حرفه‌ای با کمک چرخبال در ارتفاع پایین پرواز می‌کنند و با دوربین‌های خود سطح یخ‌ها را نظاره می‌کنند تا سنگ سیاهی را ببینند.

پس یکی از مهم‌ترین شرایط یک شهاب سنگ، سیاه بودن است. سپس باید آن را بررسی کرد. چون شهاب ‌سنگ دچار سوختگی شدید شده است معمولاً دارای لبه تیز و برنده نیست. اگر در سطح آن آثار سوختگی و حفره‌های ناشی از آن باشد، احتمال بیشتر می‌شود. در مقایسه با سنگ‌های زمینی، این اجرام آسمانی کمتر دچار زنگ و هوازدگی می‌شوند و می‌توان در نگاه اول به این تفاوت ظاهری پی برد. معمولاً شهاب ‌سنگ‌ها چگال‌تر از سنگ‌های مشابه زمینی هستند. بیشتر شهاب‌ سنگ‌ها (مخصوصاً نوع آهنی) دارای خواص مغناطیسی هستند بنابراین همیشه با خود یک آهن‌ربا داشته باشید. اگر سنگی که شما پیدا کردید خواص ذکر شده را داشته باشد، احتمالاً شهاب سنگ است ولی نظر قطعی را آزمایش‌های دقیق نمونه‌برداری و طیف‌سنجی می‌تواند اعلام کند. اگر سنگ شما از این آزمایشات سربلند بیرون آمد آنگاه شما گنجینه‌ای گرانبها دارید که پس از میلیاردها سال و پیمودن میلیون‌ها کیلومتر به دستتان رسیده است.

در فیلم زیر می‌توانید فرود یک شهاب سنگ را ببنید. هر چند این فیلم واقعی نیست ولی شبیه‌سازی خوبی برای سقوط یک شهاب سنگ است.

سن شهابسنگ‌ها چقدر است ؟

در زندگی هر شهاب سنگ چهار دوره زمانی مجزا وجود دارد :

1. سن زمینی (یعنی مدت زمانی که بر سطح زمین گذرانده است)
2. سن تابش پرتوهای کیهانی (مدت زمانی که به صورت شهاب واره‌ای چند متری در مداری به دور خورشید قرار داشت)
3. سن پیدایش
4. سن ماقبل پیدایش (فاصله زمانی میان تشکیل عناصر شیمیایی در ستاره‌ها تا به کار رفتن این عناصر در اجرامی که شهابواره‌ها را پدید آوردند)

منظور مدت زمانی است که از سقوط شهاب سنگ بر سطح زمین می‌گذرد. برای شهاب سنگ‌هایی که سقوط آنها مشاهده شده است این زمان به دقت معلوم است. اما سن زمینی شهاب سنگ‌هایی که بعدها پیدا می‌شوند، ابتدا معلوم نیست. شهاب واره‌ها هنگامی که در مدارشان به دور خورشید می‌گردند در معرض بمباران پرتوهای کیهانی هستند. این پرتوها پیش از آنکه در عمق شهاب واره به دام بیفتند در واکنش با اتم‌های پیکره آن ایزوتوپ‌های گوناگونی می‌آفرینند که برخی از آنها ناپایدارند و پس از گذشت چند سال به عناصر سبک‌تر متلاشی می‌شوند. جو زمین پس از سقوط شهاب سنگ، آن را در مقابل پرتوهای کیهانی محافظت می‌کند.

بنابراین ایزوتوپ‌های ناپایدار موجود شروع به متلاشی شدن می‌کنند، بی‌آنکه پرتوهای کیهانی، جانشین آنها را فراهم کنند. ما با بررسی شهاب سنگ‌هایی که سقوط آنها به طور مستقیم مشاهده شده‌اند، مقادیر معمول این ایزوتوپ‌ها را در شهاب سنگ‌های تازه می‌بینیم. شهاب سنگ‌هایی که بعدها پیدا می‌شوند و سقوط آنها را کسی ندیده است مقدار کمتری از این ایزوتوپ‌ها خواهند داشت. اختلاف فراوانی ایزوتوپ‌ها در این دو نوع شهاب سنگ، مدت زمانی را که از سقوط شهاب سنگ گذشته معلوم می‌کند. تاریخ‌نگاری با «کربن ـ ۱۴» یکی از روش‌هایی است که در تعیین سن زمینی شهاب سنگ‌ها به کار می‌رود .

عموماً سن زمینی شهاب سنگ‌ها از چند ده تا چند هزار سال است، اما بسیاری از شهاب سنگ‌های قطب جنوب بیش از ۵۰۰۰۰ سال پیش فرود آمده‌اند.

دومین سن هر شهاب سنگ، دوره‌ای است که طی آن جرم کوچکی در مداری به دور خورشید می‌گردید. پرتوهای کیهانی با برخی اتم‌های هر تکه سنگ یا توده آهن ـ نیکل که در فضا قرار دارد، واکنش می‌کنند. این واکنش‌های هسته‌ای، اتم‌های ثانویه‌ای پدید می‌آورد که به مرور زمان بر تعداد آنها افزوده می‌شود. مقدار این اتم‌های ثانویه (یا ایزوتوپ‌ها) به ترکیب شیمیایی و مدتی که در معرض پرتوهای کیهانی بوده است بستگی دارد. اندازه‌گیری‌های فراوانی گاز نئون، نشان می‌دهند که سن تابش پرتو های کیهانی برای شهاب سنگ‌های سنگی از چند میلیون تا چند ده میلیون سال است. ظاهراً در فضا فقط تعداد کمی از شهاب سنگ‌های سنگی برای بیش از ۴۰ میلیون سال، از خطر تخریب بر اثر خردشدگی در امان می‌مانند. شهاب سنگ‌های آهنی از این نظر خوش اقبال‌ترند، زیرا به مراتب سخت‌ترند و اندازه‌گیری‌های مناسب نشان می‌دهند که دست کم به مدت ۱۰۰۰ میلیون سال به شکل اجرامی چند متری در فضا دوام آورده‌اند.

می‌بیند که شهاب سنگ‌ها چقدر کوچکند! پس باید برای پیدا کردن‌شان چشمان تیزبینی داشته باشید.

منظور مدت زمانی است که از آخرین تغییر عمده‌ی دمای زیاد شهاب سنگ می‌گذرد. مثلاً سن پیدایش کندریت‌های بازالتی (نوعی شهاب سنگ)، طول زمانی است که آنها پس از تبلور از حالت مذاب، گذرانده‌اند. کندریت‌ها هر چند ذوب نشده ماندند، اما داغ بودند و اندکی پس از پیدایش، دوباره به حالت جامد متبلور شدند. سن پیدایش آنها هم مدت زمانی است که از هنگام شکل‌گیری دانه‌های فعلی کانی‌هایشان می‌گذرد. سن پیدایش هر دو نوع شهاب سنگ تقریباً ۴۵۵۰ میلیون سال است.

توضیح بسیار مختصری از روش تعیین سن پیدایش، به این شرح است : می‌دانیم که عنصر پرتوزایی مانند اورانیوم با سرعت ثابتی به سرب تبدیل می‌شود و سرعت تلاشی آن نوعی «ساعت» پرتوزا پدید می‌آورد. در این روش نمونه‌هایی از چند شهاب سنگ هم خانواده یا دانه‌هایی از یک شهاب سنگ را به کار می‌برند. مقادیر اورانیوم و سرب را در هر نمومنه تعیین می‌کنند و با استفاده از آن، نسبت سربی که از تلاشی طبیعی اورانیوم حاصل شده محاسبه می‌گردد . از روی این نسبت می‌توان حساب کرد چه مدت از زمانی که شهاب سنگ‌ها داغ بوده اند گذشته است - یعنی چند وقت از هنگامی که اتم های اورانیوم و سرب می‌توانستند آزادانه میان دو کانی مجاور هم، یا دو شهاب سنگ متفاوت سنگی، حرکت کنند می‌گذرد .

تقریباً تمام عناصر٬ به جز هیدروژن و هلیوم٬ در دل گونه‌های مختلف ستاره‌ها پدید آمده اند . این موضوع نه تنها درباره ی شهاب سنگ‌ها بلکه در مورد هر آنچه در زمین یافت می‌شود٬ و از جمله بدن خود ما صادق است . سن ماقبل پیدایش برای هر عنصر٬ فاصله‌ی زمانی میان پیدایش آن در یک ستاره تا شرکت آن در تشکیل سیارات یا شهاب سنگ‌ها است . بسیاری شهاب سنگ‌های سنگی محصولات حاصل از شکافت پلوتونیوم را در خود دارند.

پلوتونیوم عنصر ناپایداری است که به سرعت متلاشی می‌شود و نیمه عمر آن فقط ۸۲ میلیون سال است٬ در حالی که اورانیوم ۲۳۸ ٬ نیمه عمری برابر ۴۵۰۰ میلیون سال دارد . [نیمه عمر هر عنصر عبارت از مدت زمانی است که طی آن نصف تعداد اولیه‌ی یک عنصر پرتوزا به عناصر دیگر واپاشیده می‌شود. به سبب نیمه عمر کوتاه آن٬ تمام پلوتونیوم آغازینی که در هنگام پیدایش منظومه‌ی شمسی وجود داشت تا ۴ میلیارد سال پیش متلاشی شد. از آن هنگام نه در زمین و نه در کل منظومه شمسی پلوتونیوم با منشاء طبیعی وجود ندارد. اندازه‌گیری محصولات حاصل از تلاشی پلوتونیوم در شهاب سنگ‌ها حکایت از آن دارد که سن ما قبل پیدایش پلوتونیوم٬ حدود ۱۵۰ میلیون سال است. یعنی خود پلوتونیوم اولیه تنها حدود ۱۵۰ میلیون سال پیش از پیدایش خورشید و سیارات٬ در یک ستاره پدید آمده است. بخشی از عناصر شیمیایی در زمانی که به شکل‌گیری سیارات نزدیک‌تر است پدید آمده‌اند. شواهد تازه حاکی از آن است که برخی اجرام سیاره‌ای توسط نوعی آلومینیوم پرتوزا ذوب شده بودند.

این ایزوتوپ آلومینیوم بسیار ناپایدار است و می‌باید کمتر از ۵ میلیون سال پیش از تولد سیارات در یک ستاره بوجود آمده باشد. به این ترتیب٬ عناصر شیمیایی مختلف در شناخت مراحل جنینی منظومه شمسی به ما یاری می‌رسانند. پرتوزایی در شهاب سنگ‌ها به مراتب از سنگ‌های زمینی٬ که از نظر اورانیوم و توریوم غنی‌ترند٬ کمتر است. به همین سبب برای سنجش پرتوزایی شهاب سنگ‌ها به ابزارهای فوق‌العاده دقیقی نیاز است .

نویسنده : علیرضا سرمدی