الگوهای میدان بارش شهاب سنگ ها

مقدمه مقاله الگوهای میدان بارش شهاب سنگ ها: هنگامی که یک شهاب سنگ بزرگ وارد جو زمین می شود به ویژه اگر در گذشته شکسته شده باشد در اثر تغییرات ناگهانی فشار اتمسفر به سرعت تکه تکه می شود. تعداد زیادی شهاب سنگ در بسیاری از بیابان های گرم جهان یافت می شود که بیشتر آن ها دارای میدان های بارش گسترده بوده اند. یکی از فاکتورهای مهم جهت اکتشاف و جستجوی شهاب سنگ ها ترسیم الگو بارش برای آنها توسط شهاب سنگ های یافته شده قبل تر می باشد. شهاب سنگ ها بعد از ورود به داخل فضای زمین دارای دو مکانیسم برخورد و پراکنش می باشند. اگر در هوا منفجر شوند دارای الگو بیزی پراکنش بوده و الگو پراکنش به گونه ای است که شهاب سنگ های بزرگتر در انتهای محور بیضی یافت می شوند. از مثال های بارز این نوع میدان پراکنش می توان به میدان بارش Pultusk لهستان اشاره نمود. ولی در الگو دایره ای که هنگام بر خورد شهاب سنگ های بزرگ و غیر منفجر شده ایجاد می شود میدان پراکنش به صورت دایره می باشد که قطعات پراکنده شده در این ناحیه دایره شکل یافت می شوند که معروف ترین مثال از این نوع میدان بارش مربوط به شهاب سنگ کنیون دیابلو در صحرای ایرزونا می باشد.

Abstract: When a large meteorite enters the Earth’s atmosphere, especially if it has broken up in the past, it will quickly break into pieces due to sudden changes in atmospheric pressure. A large number of meteorites are found in many hot deserts of the world, most of which had extensive precipitation fields. One of the important factors for the exploration and search of meteorites is drawing the pattern of precipitation for them by the meteorites found earlier. After entering the earth’s atmosphere, meteorites have two mechanisms of impact and dispersion. If they explode in the air, they have an oval distribution pattern, and the distribution pattern is such that larger meteorites are found at the end of the oval axis. One of the prominent examples of this type of distribution field is the Pultusk precipitation field in Poland. But in the circular pattern that is created when large and unexploded meteorites collide, the scattering field is circular, and the fragments scattered in this circular area are found, the most famous example of this type of precipitation field is related to Diablo Canyon meteorite is in the Arizona desert.

شهاب سنگ یک سنگ فرازمینی است که پس از سقوط سالم باقی می ماند و می تواند اطلاعات مهمی در مورد منظومه شمسی اولیه و همچنین در مورد پویایی اجسام کوچک در منظومه شمسی ارائه دهد. تا به امروز ،شهاب سنگ هایی که در قطب جنوب و بیابان های گرم یافت شده اند به ترتیب ۵۵ و ۴۵ درصد از همه شهاب سنگ هایی که در حال حاضر در مجموعه ها وجود دارد را تشکیل می دهند. بیشتر شکارچیان شهاب سنگ ترجیح می دهند به دلیل مزایای هزینه کم ، خطرات نسبتا کم و محیط های کاری نسبتا راحت ، شهاب سنگ
ها را در بیابان های گرم جستجو کنند. تا به امروز ،تعداد زیادی شهاب سنگ در بسیاری از بیابان های گرم جهان یافت می شود که بیشتر آنها دارای میدان های بارش گسترده بوده اند.در این مقاله سعی می شود مفاهیم و اصول حاکم بر میدان بارش شهاب سنگ ها جهت راهنمایی حین جستجو و اکتشاف اصولی شهاب سنگ ها مورد بحث قرار گیرد.

اصطلاح میدان بارش یا میدان پراکنش به ناحیه ای گفته می شود که شهاب سنگ های که در یک سقوط واحد در آن پراکنده می شوند این اصطلاح همچنین اغلب برای منطقه حاوی تکتیت های تولید شده توسط برخورد شهاب سنگ بزرگ نیز استفاده می شود.هنگامی که یک شهاب سنگ بزرگ وارد جو زمین می شود به ویژه اگر در گذشته شکسته شده باشد در اثر تغییرات ناگهانی فشار اتمسفر به سرعت تکه تکه می شود هنگامی که توده اصلی تکه تکه شد ، قطعات در طول بقیه خط پرواز خود کمابیش با هم حرکت می کنند. آنها به طور تصادفی نمی افتند اما در عوض سقوط آنها توسط انرژی جنبشی باقی مانده آنها تعیین می شود. قطعات بزرگتر با حرکت بیشتر خود بیشتر حمل می شوند. به طور متوسط ، آنها در زاویه حدود ۳۰ درجه عمودی سقوط می کنند در حالی که قطعات کوچکتر در زاویه ۲۰ درجه عمودی سقوط می کنند. هنگامی که آنها سرانجام به زمین می رسند، شهاب سنگ ها خود را در یک میدان پراکنده توزیع می کنند ، معمولاً یک منطقه بیضوی را پوشش می دهند که گاهی اوقات بیضی توزیع نیز نامیده میشود . محور اصلی بیضی تصادفی با جهت حرکت تجمع شهاب سنگ موازی است (شکل ۱ )

شکل ۱ : میدان بیضی توزیع شهاب سنگ ها

مکانیسم تشکیل

میدان های بارش به دو مکانیسم تشکیل می شوند

۱- تکه تکه شدن هوا:

هنگامی که یک شهاب سنگ بزرگ وارد جو می شود، اغلب قبل از تماس با زمین به دلیل شوک حرارتی به قطعات زیادی تقسیم می شود. این انفجار در هوا مواد را در یک منطقه بزرگ بیضی شکل پراکنده می کند. محور طولانی این بیضی شکل در امتداد مسیر پرواز شهاب سنگ است. هنگامی که چندین انفجار رخ می دهد ، مواد را می توان در چندین بیضی شکل که روی هم قرار دارند یافت. در این مکانیسم سقوط قطات کوچکتر در ابتدای بیضی و بزرگترین قطعات معمولاً در انتهای میدان بیضی شکل یافت می شوند. برای به دست آوردن جهت و الگوی سقوط، لازم است الگوی اندازه مواد را در میدان پراکنش تجزیه و تحلیل کرد. تحلیل و برر سی میدان شهاب سنگ های افتاده نسبت به شهاب سنگ های قدیمی که هزاران سال از زمان سقوط آنها میگذرد امکان پذیر و ساده تر می باشد. بزرگترین بارش شهابی ثبت شده با این مکانیسم که تا کنون ثبت شده شهاب سنگ Pultusk می باشد. این سقوط در ۳۰ ژانویه ۱۸۶۸ در ساعت ۷  بعد از ظهر در نزدیکی شهر Pułtusk ، در ۶۰ کیلومتری ( ۳۷ مایلی) شمال شرقی ورشو رخ داد. هزاران نفر شاهد یک گلوله آتشین بزرگ و متعاقب آن
انفجارها و بارش قطعات بزرگ و کوچک شهاب سنگ بر روی یخ ، زمین و خانه ها در مساحتی در حدود ۱۲۷ کیلومتر مربع (حدود ۷۸ مایل مربع) بودند. تعداد  تخمینی قطعات ۶۸،۷۸۰ قطعه بود.

وزن قطعات از نیم گرم تا ۹۰۹۵ گرم (۲۰.۰۵ پوند)(بزرگترین نمونه) بود. مجموع وزن برآورد شده شهاب سنگها ۸،۸۶۳ کیلوگرم ( ۱۹،۵۴۰ پوند) بود. اکثریت قریب به اتفاق قطعات کوچک (چند گرم) بودند که به نخود پلتوسک معروف بودند. (شکل ۲)

شکل ۲ : میدان بارش شهاب سنگ Pultusk که در سال ۱۸۶۸ در شمال شرق ورشو افتاده است.

میدان پراکنده L6 regolith breccia Kunashak یک مثال دیگر کلاسیک بیضوی است. این سقوط در منطقه کوناشاک در روسیه در ۱۱ ژوئن ۱۹۴۹ ، در ساعت ۸:۱۴ صبح رخ داد و گلوله آتشین در ارتفاع ۳۵ مایلی ( ۲۲ کیلومتری) شکسته شد و در منطقه ای به وسعت ۵۹ مایل مربع پراکنده شد. برخی از درختان و یک  سقف بر اثر ریزش سنگ ها آسیب دیدند. در ابتدا حدود ۲۰ شهاب سنگ با وزن کلی بیش از ۲۰۰ کیلوگرم جمع آوری شد. بزرگترین آنها ۱۲۰ کیلوگرم  بود و دو مورد بعدی ۴۰ و ۳۶ کیلوگرم بود. به  پیشرفت توده های شهاب سنگ روی نقشه توجه کنید. سنگها توسط دایره های مربوط به اندازه نسبی شهاب سنگها با جرمهای بزرگتر در جنوب و جرمهای کوچکتر در شمال نشان داده شده اند. بیضی توزیع که زمینه پراکنده را مشخص می کند در اینجا با رنگ  قرمز نشان داده شده است (شکل ۳)

شکل ۳ : نقشه میدان پراکنش شهاب سنگ Kunashak در روسیه. همانگومه که در تصویر مشخص میباشد قطعات بزرگتر به صورت دایره های قرمز پر رنگ در انتهای بیضی از شمال به جنوب پراکندگی دارند (مناطق ابی دریاچه می باشند).

در ۳۱ اکتبر ۲۰۰۲ ، یک کندریت H5 جدید به نام  فرانکونیا  (Franconia) در آریزونا توسط جان پی وولف که در جستجوی طلا بودکشف شد. یافته اصلی شامل یک نمونه با وزن تقریبی ۴.۷۵ کیلوگرم بود. طی چند سال بیش از صد مورد از این کندریت ها کشف شده است. بیشتر آنها بزرگتر هستند. اعداد و ارقام برای ایجاد یک میدان پراکنده کار منطقی کافی است(شکل ۴). از آنجایی که شکارچیان شهاب سنگ در چند سال گذشته در حال جستجوی میدان فرانکونیا بوده اند، دست کم چهار ناحیه پراکنده کشف شده است. Buck Mountain Wash (یک H3-5 ) و معدن Palo Verde (L6) دو مورد ازآنها هستند. شهاب سنگ های Buck Mountain Wash  شبیه به Franconia هستند اما به اندازه کافی متفاوت هستند تا به طور جداگانه طبقه بندی شوند (Norton and Chitwood,2008)

مقاله پیشنهادی: دهانه برخوردی شهاب

مقاله پیشنهادی:  شهاب سنگ چیست؟

۲ تکه تکه شدن حین ضربه:

وقتی تقریبا هیچ قطعه قطعه شدنی در هوا صورت نگیرد ، ممکن است در اثر برخورد شهاب سنگ به سطح زمین ، تکه تکه شدن رخ دهد. در این حالت شکل پراکنده می تواند متفاوت باشد و معمولاً دایره ای شکل می باشند. به عنوان مثال Canyon Diablo at Meteor Crater و Australasian strewnfield را می توان نام برد. دهانه شهابسنگ( Meteor Crater) یک

دهانه برخوردی شهابسنگی است که در فاصله حدود ۶۰ کیلومتری شرق فلگستف و ۲۹ کیلومتری غرب وینسلو در شمال بیایان آریزونا در ایالات متحده آمریکا قرار دارد. این محل در گذشته دهانه کنیون دیابلو نامیده میشد و قطعات شهابسنگی آن نیز به طور رسمی شهابسنگ کنیون دیابلو نام داشت. دانشمندان این دهانه را به افتخار دنیل بارینگر که نخستین بار این محل را به عنوان یک دهانه برخوردی تشخیص داد به نام دهانه بارینگر نامگذاری کرده اند. دهانه شهاب سنگ در ارتفاع ۱٬۷۴۰ متری از سطح دریا قرار دارد. قطر این دهانه حدود ۱٬۲۰۰ متر، عمق آن حدود ۱۷۰ متر و دیواره پیرامونی دهانه حدود ۴۵ متر بلندتر از دشت اطراف آن است. مرکز این دهانه با لایها ی قلوه سنگ به ضخامت ۲۱۰ تا ۲۴۰ پوشیده شده که بر روی سنگ بستر دهانه قرار دارد. این دهانه در حدود ۵۰،۰۰۰ سال پیش در دوران پلیستوسن ایجاد شده است(شکل ۵)

شکل ۴ : میدان پراکنده فرانکونیا شهاب سنگ هایی با وزن های مختلف توسط دایره هایی در اندازه ها و رنگ های مختلف نشان داده می شوند. شهاب سنگ های عظیم تر (قرمز و سبز) در انتهای جنوبی بیضی توزیع شده و خوشه باقیمانده(سیاه)در شمال.

شکل ۵ : دهانه شهابسنگ (Meteor Crater) صحرای آریزونا از نوع میدان های پراکنش دایره ای

نتیجه گیری

در این راهنما نحوه تنظیم ساختار و چارچوب مقاله برای ارائه به کنفرانس اپتیک و فوتونیک ایران توصیف شده است. یکی از فاکتورهای مهم جهت اکتشاف و جستجوی شهاب سنگ ها ترسیم الگو پراکنش برای آن ها توسط شهاب سنگ های یافته شده قبل تر می باشد. شهاب سنگ ها بعد از ورود به داخل فضای زمین دارای دو مکانیسم برخورد و پراکنش می باشند. در الگو بیضی که در شهاب سنگ های منفجر شده در هوا ایجاد می شود شهاب سنگ بزرگ بر اثر شوک های حرارتی به قطعات کوچکتر تبدیل می گردد و در ناحیه گسترده ای چندین کیلومتر مربع پراکنده می شود به گونه ای که شهاب سنگ های بزرگتر در  انتهای محور بیضی یافت می شوند. از مثال های بارز این نوع میدان پراکنش میتوان به میدان بارش Pultusk لهستان اشاره نمود. ولی در الگو دایره ای که هنگام بر خورد شهاب سنگ های بزرگ و غیر منفجر شده ایجاد می شود و میدان پراکنش به صورت دایره می باشد که قطعات پراکنده شده در این ناحیه دایره شکل یافت می شوند که معروف ترین مثال از این نوع میدان بارش مربوط به شهاب سنگ کنیون دیابلو در صحرای آیرزونا می باشد.

نویسندگان :

• دکتر مسعود کیانی
• دکتر حدیث صادقی
• فرشاد کیوانی بلاسجین
• عرقان صادقی

دانلود مقاله به صورت PDF