Mineraal van de maand: Meteoriet

Afb. 1. Nantan (Nandan) ijzer meteoriet van het type octaëdriet. Herkomst: China. Grootte: 2,3 x1,7 x 1,5 cm.

Een merkwaardige titel omdat een meteoriet geen mineraal is. Toch hebben veel mineralen verzamelaars één of enkele meteorieten in hun verzameling.
Het onderzoek van Guido Jonker (zie elders op de GEA homepage) over micrometeorieten inspireerde mij om aandacht te besteden aan het fenomeen “meteoriet”.

Meestal zijn de meteorieten bij mineralen verzamelaars van het type ijzermeteoriet, soms ook een steen-ijzer-meteoriet. Vaak gaat het dan om een gezaagde plak die eventueel geëtst is.

Eigenlijk zien meteorieten er niet mooi uit. Zeker als je ze vergelijkt met de vele fraai gekleurde en mooi gevormde mineralen en kristallen in een verzameling. Het stukje meteoriet van Meteor Crater (Afb. 4) bijvoorbeeld: als je dat op straat zou vinden geef je het hoogstens een schop de goot in. Het ziet er immers uit als een brokje verroest ijzer. De steenmeteoriet van Jalu (Afb. 12) nodigt ook niet erg uit om opgeraapt te worden als je die ergens ziet liggen.

De schoonheid van meteorieten zit van binnen. Door midden zagen of een plakje eraf zagen en dan polijsten en eventueel etsen; daarna geeft de meteoriet zijn inhoud prijs.

Verwacht niet in dit artikel een complete uiteenzetting over meteorieten. Op basis van de aanwezige meteorieten in mijn mineralen verzameling vertel ik het een en ander over deze buitenaardse objecten.

Definitie
Een meteoriet is een stuk ruimtepuin dat inslaat op Aarde. De meeste stukken steen zijn te klein en verdampen door de grote wrijvings hitte volledig in de dampkring. Maar soms zijn de stukken groter en verdampen ze niet compleet, het overblijfsel slaat dan in op aarde. Vanaf dat moment spreken we van een meteoriet. De meeste meteorieten komen van asteroïden, maar in sommige gevallen ook van de Maan of van Mars of van kometen.

Soorten meteorieten
Meteorieten worden in drie hoofdgroepen verdeeld: 1) ijzermeteorieten, 2) steenmeteorieten & 3 ) steen-ijzer- meteorieten. Binnen deze groepen is er een uitgebreide onderverdeling op basis van de samenstelling van de meteoriet. Voor een volledig overzicht van de onderverdeling verwijs ik naar de bronnen in literatuur en op het internet. Bij de benaming van de meteorieten heb ik gebruik gemaakt van de nomenclatuur van de The Meteoritical Society. Maar er zijn ook andere indelingssystemen. Internationaal is er nog geen eenduidige nomenclatuur.

Afb. 2. Toluca ijzermeteoriet. Herkomst: Mexico. 7 x 5 x 0,4 cm.

De Toluca ijzer meteoriet
Deze is gevonden in 1776. De meteoriet is benoemd als IAB-sLL.  Dit houdt in dat de samenstelling bestaat uit ijzer-nikkel en gekristalliseerd is uit een smelt. De toevoeging sLL duidt op een groep die een laag goud (Au) en nikkel (Ni) gehalte heeft. Door etsen worden de zogenaamde Widmanstättenstructuren zichtbaar. Meteorieten die op aarde terecht komen, zijn vaak gedurende hun reis door de dampkring in stukken gebroken. Er valt dan niet één meteoriet maar een hele zwerm aan stukken en stukjes van de meteoriet. Men heeft berekend dat de totale Toluca uit zo’n 3 ton materiaal bestond. De Toluca wordt ook wel aangeduid als behorende tot de octaëdrieten, omdat de kristal structuur lijkt op de octaëder vorm.

Widmanstättenstructuren of Widmanstättense figuren
Widmanstättenstructuren zijn driehoekige structuren in meteorieten die zichtbaar worden wanneer de meteoriet doorgezaagd, gepolijst en met salpeterzuur geëtst wordt. (Als staal verhit wordt tot in de buurt van het smeltpunt, kunnen vergelijkbare structuren ontstaan.)
De structuur ontstaat in meteorieten bij grensvlakken tussen kristallen van de nikkelijzer-mineralen kamaciet en taeniet. Kamaciet is een nikkelijzer legering die op aarde alleen in meteorieten voor komt. Taeniet  is ook een ijzer-nikkel-legering. Tijdens de langzame afkoeling in enkele miljoenen jaren kunnen de kristallen tot enkele centimeters grootte uitgroeien. Bij het etsen reageert de kamaciet met het zuur en lost een klein beetje op, terwijl de taenietkristallen intact blijven. Er ontstaan langgerekte lamel vormige structuren. Meestal worden deze structuren gevonden in octaëdrieten (een bepaald soort ijzermeteorieten).

De structuren zijn genoemd naar de Weense scheikundige Alois von Beckh-Widmanstätten (1754-1849), die deze manier om meteorieten te herkennen ontdekte in 1808. Vier jaar daarvoor, in 1804, had de Britse scheikundige G. Thomson onafhankelijk van Widmanstätten, de structuren ook al ontdekt. Thomson stierf in 1806 en zijn werk werd pas in 1808 gepubliceerd.

afb 3
Afb. 3. Meteor Crater, Arizona, Verenigde Staten. Een impact krater als gevolg van een meteoriet inslag. Foto: Z. Weijden.

De Meteor Crater of Barringerkrater is een bekende inslagkrater. De krater ligt ca. 55 kilometer ten oosten van Flagstaff in de woestijn in het noorden van de staat Arizona in de Verenigde Staten. Hij is genoemd naar mijnbouwingenieur en zakenman Daniel Moreau Barringer. De crater met het omliggende land is nog steeds eigendom van de Familie Barringer. De doorsnede van de krater is 1,2 km en de diepte is 180 meter. De krater is ongeveer 50.000 jaar oud en in vergelijking met andere impact kraters bijzonder goed bewaard gebleven. Vele wetenschappers hebben de krater bestudeerd. Met heeft berekend dat de grootte van de meteoriet ongeveer 30 tot 50 meter in doorsnede moet zijn geweest. Door de inslag is ruim 175 miljoen metric ton gesteente verplaatst. De NASA heeft er toekomstige ruimtevaarders laten trainen.

afb 4
Afb. 4. Fragment van de Canyon Diablo meteoriet. Herkomst: Grootte: 4,3 x 2,3 x 1,7 cm. Arizona, Verenigde Staten.

Fragmenten van de meteoriet die de Meteor Crater veroorzaakte worden Canyon Diablo meteorieten genoemd. De naam Canyon Diablo is afkomstig van het plaatsje met die naam. De Canyon Diablo meteoriet bestaat voor meer dan 90% uit ijzer, 7% nikkel en de rest uit kleine hoeveelheden mineralen. Hij wordt beschreven als ijzer meteoriet, IAB-MG.

Afb. 5. Sikhote-Alin meteoriet. Herkomst: Rusland. Grootte: 5,2 x 4 x 3cm.

De Sikhote-Alin meteoriet sloeg neer in het Sikhote (Sichote) -Alingebergte op 12 februari 1947, ongeveer 440 kilometer ten noordoosten van Vladivostok in Rusland. De inslag vond overdag plaats en er zijn 240 ooggetuigenverslagen geregistreerd. Rond half elf 's morgens zagen ooggetuigen een vuurbal die helderder was dan de zon. De heldere flits en het oorverdovende lawaai van de inslag werden in een straal van 300 kilometer waargenomen. De rookpluim, die enkele uren in de lucht zichtbaar was, was 32 kilometer lang. Toen de meteoroïde de atmosfeer binnendrong, gebeurde dat met een snelheid van zo'n 14km/s. Ze brak daarna in verschillende stukken en op een hoogte van 5,6 kilometer spatte het grootste deel met een geweldige explosie uit elkaar. Het inslagveld van de meteoriet was ongeveer 1,3km² groot en ellipsvormig.

Afb. 6. Een brokstuk van de Sikhote-Alin meteoriet dat door de explosie vervormd is. Grootte: 6 x 5 x 1,7 cm.

De brokstukken zijn in te delen in twee types. Er zijn stukken die sporen van erosie vertonen en die wellicht afbraken van de meteoriet toen deze de atmosfeer binnen drong. Anderzijds zijn er ook brokken die de sporen van een krachtige explosie vertonen. Deze stukken vielen pas 5,6 kilometer boven het aardoppervlak uit elkaar. De inslag was bijzonder groot. De totale massa werd geschat op bijna 100.000 kg.

De meteoriet is een grove ijzer octaëdriet. (IJzer 2AB) Hij bestaat voor 5,9% uit nikkel, 0.42% uit kobalt, 0.46% uit fosfor, 0.28% uit zwavel, en verder bestaat de meteoriet uit kleinere hoeveelheden germanium en iridium. De rest (ongeveer 93%) bestaat uit ijzer. Verder zijn ook de volgende mineralen aanwezig: taeniet, plessiet, rhabiet, pyrrhotiet, chromiet, nikkelijzer en schreibersiet. (Bron Wikipedia). Of al deze mineralen ook aanwezig zijn in mijn meteoriet weet ik niet, want hij is niet geanalyseerd.

Afb. 7. Drieendertig Gibeon meteorieten staan opgesteld in het centrum van Windhoek.

De Gibeon meteorieten werden in 1836 ontdekt in Namibië. Het gebied van de meteoriet inslag is het grootste meteorietveld op aarde. De meteoriet is onder een hoek van 30 ° in de atmosfeer ingetreden. De meeste fragmenten liggen/lagen direct aan het oppervlak. De inlandse bevolking maakt van het materiaal werktuigen. De benaming luidt: IJzer IVA.

In het centrum van Windhoek, de hoofdstad van Namibië, staan 33 Gibeon meteorieten opgesteld. Het gemiddeld gewicht is 350 kg. Dit zijn zeker geen kleine meteorieten, toch zijn er al drie gestolen. Tegenwoordig is er een uitvoerverbod in gesteld op de Gibeon meteorieten.

Afb. 8. Gibeon meteoriet. Stukje van af gezaagd. Zaagvlak geëtst zodat Widmanstättense figuren zichtbaar worden. Grootte van het oppervlak 5 x 3,5 cm. Totale grootte: 5 x 4 x 3,5 cm; gewicht: 700 gram

Op de foto van de meteoriet is te zien dat tussen de lamellen kamasiet en teaniet hier en daar ruimte tussen zit. Ook zijn onderbrekingen in de kristallen zichtbaar. De meteoriet heeft grote schokken ondergaan door de inslag waardoor verstoringen zijn ontstaan. Op veel van die verstoorde plekken is hevige roestvorming zichtbaar. Roest is een van de grote problemen bij ijzer meteorieten. Van bepaalde vindplaatsen is de roestvorming zo groot dat ze nauwelijks goed te houden zijn. Over het algemeen zijn de Gibeon meteorieten zeer stabiel, maar dat geldt niet voor dit exemplaar. Om het roest proces te vertragen is de meteoriet zwaar in de lak gezet.

Afb. 9. Een afgezaagd plakje van de Gibeon meteoriet, geëtst. Grootte: ± 4 x 3 cm.

Het afgezaagde plakje van de Gibeon meteoriet is in 1995 onderzocht bij de afdeling “materiaalkunde” TU-Delft (tegenwoordig Materials Science & Engineering). Door dit onderzoek is de exacte samenstelling van deze meteoriet bekend.

Afb. 10. Hoba meteoriet. Vindplaats: Bij Grootfontein, Namibië.

Namibië heeft op het gebied van meteorieten nog meer te bieden. De Hoba-meteoriet is de grootste en zwaarste bekende meteoriet die ooit op Aarde is neergevallen. In 1920 werd hij gevonden bij de stad Grootfontein in het noordoosten van het Namibië.

De meteoriet heeft een blokvorm met relatief vlakke zijden en meet 2,95 x 2,84 x 0,9 meter. Bij zijn ontdekking in 1920 werd het gewicht geschat op zo'n 66 ton. De ouderdom van de steen wordt geschat tussen de 200 en 400 miljoen jaar. Naar schatting 80.000 jaar geleden zou hij op aarde zijn gevallen. Door de vlakke vorm zou de atmosfeer de val hebben afgeremd tot een eindsnelheid waarmee de meteoriet min of meer intact op aarde neerkwam zonder een grote krater te slaan. Erosie, het wegnemen van monsters en vandalisme hebben het gewicht over de jaren heen gereduceerd tot een geschatte 60 ton. (bron Wikipedia)

De meteoriet is samengesteld uit 82,4% ijzer, 16,4% nikkel en 0,76% kobalt. Hij staat wetenschappelijk geklasseerd als een nikkelrijke meteoriet (ijzer IVB ).

Afb. 11. Pallasiet, Seymchan meteoriet. Herkomst: Rusland. Grootte: 7,5 x 4,5 x 0,2 cm.

De pallasiet, Seymchan, is gevonden in juni 1976 in de rivier bedding van de Hekandue, in het Magadan district in Rusland. Het is een steen-ijzermeteoriet.
Na de eerste vondst is er twintig meter verder van de eerste vondst een kleinere meteoriet gevonden. Er is in totaal slechts 351 kg gevonden. Het meeste materiaal is naar de Academy of Sciences of the USSR gegaan. De meteoriet wordt beschreven als: Pallasite, PMG en is samengesteld uit ijzer en olivijn.

afb 12
Afb. 12. Jalu chondrodiet (steen meteoriet). Herkomst: Libië. Grootte: 5,5 x5,5 x4 cm.

De Jalu chondrodiet (steenmeteoriet) is een gewone steenmeteoriet. Benoemd als: L6.  Wilfred Moorer beschreef in Gea juni 2003 het volgende: Chondrieten bestaan voor 30 tot 80 % uit bolletjes van 0,1 tot soms wel 3 of meer mm doorsnee. Die bolletjes (chondren, chondrules, of chondrulen genaamd, van het Grieks voor korrel) zijn ooit heet en min of meer vloeibaar geweest en nadien gekristalliseerd in vaak fraaie patronen. Die kristal patronen kun je omschrijven als fijn of grof radiaalstralig, porfirisch, balkig, isometrisch, gestreept, glazig, enzovoorts. Olivijn, enstatiet, bronziet, hyperstheen en plagioklaas zijn de mineralen in die bolletjes. De bolletjes zijn ingebed in een fijnkorrelige matrix van dezelfde mineralen met nog veldspaatglas en, heel belangrijk, nikkelijzer en troiliet (zwavelijzer, FeS). Hoe minder ijzer de olivijn bevat, des te groter is het aandeel vrije nikkelijzer.

Dat is tevens de  basis voor de classificatie van de gewone chondrieten in E, H , L en LL chondrieten. E staat voor enstatiet-chondrieten met veel nikkelijzer en zeer ijzer-arme olivijn, H voor high iron chondrieten met veel nikkelijzer en olivijn met weinig ijzer; L voor low iron chondrieten en LL voor zeer laag ijzergehalte. Geen enkel aards gesteente is opgebouwd uit dit soort bolletjes. En geen enkel aards gesteente bevat troiliet en nikkelijzer.

Afb. 13. Buitenkant van de Jalu chondrodiet.
Afb. 14. Nr. 1 is een chondrule; nr. 2 is nikkelijzer; nr. 3 is troiliet zwavel ijzer. Vergroting ongeveer 25 keer.

Aan geslepen chondrieten kun je de structuur en bouw van de meteoriet zien. Veel chondrieten zijn na de eerste kristallisatie nog onderworpen aan een temperatuurstijging en/of een schokgolf. Dat leidde tot gedeeltelijke rekristallisatie en ombouw van de chondrules. Deze metamorfose leidt uiteindelijk tot chondrules die zich nog maar vaag onderscheiden van de matrix. De graad van metamorfose wordt aangegeven door het metamorfosegetal. Gewone chondrieten met duidelijke, niet aangetaste of om gekristalliseerde chondrules worden voorzien van het getal 3, iets aangetast 4, verder om gekristalliseerd 5 en ernstig omgezet type 6.

Zelf meteorieten zoeken?
Het is vrijwel onmogelijk zelf naar meteorieten te zoeken. De beste kansen om wat te vinden zijn droge woestijnachtige, dunbevolkte, gebieden of in het poolijs van Antarctica. Hoewel in de dakgoot van je eigen huis kunnen ook meteorieten aanwezig zijn. Maar dat zijn dan micrometeorieten. Zonder de speciale scheidingsmethode die Guido Jonker aan het ontwikkelen is, zal je ze niet terugvinden. Lees het artikel “Meteorieten in je dakgoot” van Guido op de homepage.

Foto’s en specimen.
Alle foto’s behalve Afb. 3 zijn door de auteur gemaakt. Alle meteoriet specimen zijn afkomstig uit de collectie van de auteur.

Gebruikte bronnen:
  • Meteorites, door Robert Hutchison & Andrew Graham; Sterling Publishing Co., Inc. New York 1993.
  • De site van de The Meteoritical Society. Op de site is te zoeken naar iedere op dit moment bekende meteoriet. Op de betreffende pagina over een meteoriet staat uitvoerige informatie en ook een groot aantal links naar verdere informatie.
  • Informatie over het classificeren van meteorieten: https://nl.esc.wiki/wiki/Grouplet.
  • Spacepage, ontdek het heelal. Pagina over de chemische samenstelling van ijzer meteorieten.
  • Tijdschrift Gea, juni 2003. “Meteorieten en chondrules: oudste deeltjes van ons zonnestelsel in beeld”, een artikel van Wilfred Moorer. Pagina 33 t/m 41. Gratis te downloaden.