Физик рассказала, насколько хрупки железные метеориты

Насколько прочны железные метеориты, выяснила группа специалистов Уральского федерального университета, ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии в Черноголовке и Института физики металлов УрО РАН. Полученные данные помогут в будущем предотвратить возможное катастрофическое падение одного из них на Землю. Результаты работы опубликованы в «Журнале технической физики» и представлены на 86-м собрании Метеоритного общества в Брюсселе.

Считается, что астероидно-кометную опасность можно предотвратить, либо разрушив крупный астероид в космосе с помощью ядерного взрыва, либо отклонив его траекторию от нашей планеты большим зарядом промышленного взрывчатого вещества. Однако то, какой силы должны быть эти заряды, до последнего времени было не совсем ясно, поскольку не были изучены критические разрушающие напряжения (откольная прочность) и параметры упруго-пластического перехода разных видов метеоритов.

Как сообщили в Минобрнауки России, группа российских ученых провела целую серию опытов и выяснила, как различные по составу железные метеориты сопротивляются разрушению при ударах. Для этого они использовали четыре образца метеоритного вещества, хранящегося в УрФУ, а именно железных метеоритов: Чинге, Сихотэ-Алинь, Сеймчан и Дронино.

Справка «МК». Метеорит Чинге найден в  Республика Тува в 1911 году. В нем содержатся никель, камасит, тэнит, добреелит, троилит, шрейберзит. 

Метеорит Сихотэ-Алинь упал 12 февраля 1947 года в Приморье. Содержит железо, никель, кобальт и небольшие включения углерода, хлора, фосфора и серы. 

Метеорит Сеймчан найден в 1967 году в Магаданской области. Содержит железо, никель, камасит, тэнит, плессит.

Метеорит Дронино найден в 2003 году в Рязанской области. Состоит из металлической основы с крупными включениями сульфидов.

По словам младшего научного сотрудника лаборатории УрФУ Разили Муфтахетдиновой, каждый опытный образец был вырезан в виде пластин размером 1,2х1,2х0,2 см из центральной части фрагментов метеоритов. В них не должна была попасть кора плавления или иные деформированные части. Затем образцы подвергли ударно-волновым воздействиям разной силы.

Таким образом были изучены особенности механических свойств железных метеоритов с различным содержанием никеля — откольная прочность и динамический предел упругости в условиях сжатия.

– Эксперимент показал, что разрушение метеоритов происходит в диапазоне нагрузок — от примерно 4 Гпа (гигапаскалей) до 2,5 Гпа, – говорит Разиля Муфтахетдинова. – Если такую нагрузку сравнить с атмосферным давлением, то она будет превышать его в 40 000 раз.

– Какой же из четверки метеоритов оказался самым прочным?

– Метеорит Чинге показал наибольшее значение откольной прочности, а Сихотэ-Алинь продемонстрировал самый высокий динамический предел упругости. Оба метеорита показали высокие прочностные характеристики, на которые кроме состава влияют прежде всего особенности их структуры. Если бы сейчас встал вопрос о том, как нейтрализовать такие астероиды, мы бы не рекомендовали их взрывать, поскольку для этого понадобился бы очень мощный ядерный заряд. Последствия от такого взрыва могут сами по себе быть опасны для землян.

Что касается двух других метеоритов – Сеймчана и Дронино, в них помимо довольно неплотной (по сравнению с Чинге и Сихотэ-Алинем) структуры, мы обнаружили большое количество внутренних дефектов и включений минералов сульфидов. Если Сеймчан более-менее выдержал удар, то Дронино почти полностью разрушился. Правда, в случае с Дронино — самым древним метеоритом, по мнению археологов, упавшим на Землю до XII века, могло сыграть злую шутку время. Ведь  до момента его нахождения он пролежал в земле много веков, и в нем образовались окислы, которые вместе с включениями сделали его еще более «рыхлым».

– Можно ли сравнить железные метеориты с железными и железоникелевыми сплавами земного происхождения?

– Прочность самых крепких метеоритов уступает самым высокопрочным сталям, но незначительно.