В лаборатории метеоритики и космохимии Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН изучили магнитное поведение каменных метеоритов-хондритов под давлением. В эксперименте использовалось уникальное авторское оборудование отечественного производства – немагнитная камера высокого давления (Рис. 1). Установлено, что под воздействием гидростатических давлений до 1,8 ГПа обыкновенные хондриты способны сохранить от 50 до 99 % своего палеомагнитного сигнала (в зависимости от магнитной жёсткости образца). Таким образом, при некоторых условиях каменные метеориты можно рассматривать как достоверный источник информации о магнитных полях своих родительских тел (астероидов) в прошлом. Результаты опубликованы в журнале Geochemistry International (Bezaeva et al., 2022).
Рисунок 1. Слева: камера давления в прессе (образец метеорита находится внутри камеры давления). Справа: камера давления на ленте криогенного сквид-магнитометра, который использовался в эксперименте для измерения остаточной намагниченности обыкновенных хондритов.
Геомагнитное поле является основой жизни на Земле: оно защищает Землю от воздействия опасной космической радиации. Информация о магнитных полях других тел Солнечной системы в прошлом важна как для понимания эволюции Солнечной системы, так и для возможного прогнозирования изменений геомагнитного поля. Единственным источником информации о магнитных полях в Солнечной системе в прошлом (так называемые палеомагнитные поля) являются метеориты. Благодаря входящим в их состав ферримагнитным минералам (например, Fe-Ni) метеориты обладают свойством «магнитной памяти», то есть, способностью запоминать информацию о магнитном поле своего родительского тела в момент своего образования. Однако, при коллизиях между твёрдыми телами Солнечной системы внеземное вещество испытывает воздействие динамических давлений, способных в некоторых случаях стереть или переписать палеомагнитный сигнал метеорита, тем самым обнулив его «магнитную память».
Целью настоящей работы было выявить чувствительность обыкновенных хондритов к воздействию давлений до 1,8 ГПа. При этом в лабораторном эксперименте вместо сложно калибруемых динамических давлений мы использовали точно калибруемые гидростатические давления (всестороннее сжатие в жидкой среде). Давление на образец создавалось при использовании специально изготовленной для эксперимента немагнитной композитной камеры высокого гидростатического давления (Рис. 1) из так называемого «русского сплава» (Ni57Cr40Al3). Для экспериментов были отобрано девять образцов каменных метеоритов наиболее распространённого типа – обыкновенные хондриты (LL, L, и H), характеризующихся широким диапазоном значений остаточной коэрцитивной силы (от 5 до 400 млТл), отражающей магнитную жёсткость образцов.
Эксперименты показали, что при воздействии гидростатических давлений до 1,8 ГПа образцы теряют до 50 % изотермической остаточной намагниченности насыщения, причём эффект является необратимым: после снятия давления остаточная намагниченность не восстанавливается. Эффективность размагничивания давлением напрямую зависит от магнитной жёсткости образца: чем она выше, тем больший процент магнитного сигнала сохраняется.
Как известно, все каменные метеориты испытывали ударные воздействия разной степени интенсивности (часто значительно превышающие давления в настоящей работе). Поэтому с целью получения достоверной информации о палеомагнитных полях в поясе астероидов и корректной интерпретации палеомагнитного сигнала метеоритов следует учитывать магнитную жёсткость образцов и степень их ударного метаморфизма, а также возможное перемагничивание при высокоскоростных ударах. Магнитожёсткие обыкновенные хондриты с низкой или умеренной степенью ударного метаморфизма (например, S1) могут надежно сохранять информацию о магнитных полях в поясе астероидов в момент своего образования или при катастрофических коллизиях.
Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России и РФФИ.
Источник: ГЕОХИ РАН.