Meteorické železo

Meteorické železo
( nativní železo mimozemského původu)
Kategorie  I  : Nativní prvky
Ilustrační obrázek článku Meteorické železo
Widmanstättenova čísla  : dvě formy niklu - slitina železa, kamacit a taenit .
Všeobecné
Chemický vzorec Fe a Ni v různých poměrech
Identifikace
Jednotky SI & STP, pokud není uvedeno jinak.

Raketový železo nebo železo meteorit , je nalezen v kovových meteoritů a skládá se z prvků železa a niklu, zejména jako kamacite a Taenite . Meteorické železo je hlavní složkou železných meteoritů, ale je přítomno i v jiných druzích meteoritů. S výjimkou několika ložisek telurického železa je meteorické železo jediným přirozeným zdrojem nativního železa na povrchu Země.

Mineralogie

Meteorické železo se skládá hlavně z taenitu a kamacitu . Taenit je centrovaná kubická mřížka a kamacite je centrovaná kubická mřížka atomů železa a niklu.

Meteorické železo lze odlišit od telurického železa chemickými metodami. Telurické železo skutečně obsahuje méně niklu a více uhlíku .

Galium a germanium meteorického železa, přítomné ve stopových množstvích, lze použít k rozlišení mezi různými typy meteoritů. Meteorické železo siderolitů je stejné jako železo „galium-germaniové skupiny“ železných meteoritů .

Minerální formy meteorického železa
Minerální Vzorec Nikl (hmotnostně% Ni) Krystalická struktura Poznámky a odkazy
Antitaenitida γ Low Spin - (Ni, Fe) 20-40 kubické tváře na střed Pouze považována za taenitovou odrůdu IMA
Kamacit α- (Fe, Ni) 5-10 kubický střed Stejná struktura jako ferit
Taenit γ- (Ni, Fe) 20-65 kubické tváře na střed Stejná struktura jako austenit
Tetrataenit FeNi 48-57 čtyřúhelníkový

Struktura

Meteorické železo může tvořit různé struktury pozorovatelné na tenkých úsecích meteoritů. Z Widmanstättenových obrazců se tvoří, když se meteorické železo ochladí a kamacit tvoří rozřešení s taenitovou lamelou. Plessite se skládá z malých zrn mezi lamelami z postav Widmanstätten.

Historický zájem

Než jsme zjistili, jak dostatečně ohřát železnou rudu, bylo meteorologické železo jediným použitelným zdrojem železa (s výjimkou několika ložisek telurického železa). Meteorické železo je však na zemském povrchu velmi vzácným zdrojem, protože v průměru přijímá železný meteorit každých pět nebo šest let, navíc největší váží jen několik desítek tun, a proto se rychle vyčerpá. To vysvětluje, proč jsme našli několik objektů vyrobených z tohoto materiálu.

Inuitské použití

I po vynálezu metalurgie železa se meteorické železo někdy používalo, když zdroje železa byly vzácné nebo nebyla k dispozici technologie, jak tomu bylo zejména u Inuitů . Použili fragmenty meteoritu z Cape Yorku severně od Grónska . Pečlivě shromáždili všechny fragmenty meteorického železa o průměru několika centimetrů, které našli v oblasti Cape Yorku  ; také obnovili čedičové horniny několik desítek kilometrů od meteoritu, aby mohli zpracovat shromážděné železné úlomky, přičemž horniny byly místně příliš křehké. Tyto fragmenty byly pomocí kladení za studena transformovány na malé nástroje (čepele nožů, hroty harpuny ...), největším takto vyrobeným předmětem je hrot oštěpu o hmotnosti 16 gramů. Tato meteorická železářská činnost trvala několik století bez znatelné změny v technice. Inuité také obchodovali s takovými nástroji a byly nalezeny až 2400 kilometrů od mysu York, na ostrově Ellesmere nebo jižně od Hudsonova zálivu . Inuité jsou tedy prakticky jediní indiánští lidé, kteří železo hojně využívají.

Přítomnost v atmosféře

Meteorické železo má také vliv na zemskou atmosféru. Když meteority procházejí atmosférou, povrchová část je erodována. Tato eroze je zodpovědná za přítomnost mnoha prvků v horních vrstvách atmosféry. Když je meteorické železo odtrženo, může reagovat s ozonem O 3 za vzniku oxidu FeO. Tento oxid je zodpovědný za oranžové pruhy ve spektru vnějších vrstev atmosféry.

Poznámky a odkazy

Poznámky

  1. Souběžně se používají dva výrazy meteorické železo (železo spadlé z oblohy) a meteoritické železo (železo z meteoritů), ale adjektivum meteorické se dnes používá spíše v souvislosti s meteorologickými jevy (viz wiktionnaire „meteoric“ a „meteorite“ , viz také „  Terminologie kanadské vlády a jazyková databáze  “ ).
  2. Tento přívěsek, známý jako Qarabawi své kouzlo ( „amulet Qarabawi“ ), byla prodána do geologické muzeum Egypta  (v) podle beduínské egyptské Abdullah Qarabawi (kdo ji měl od svého dědečka, kteří by našli kov a bude mít nechal jej kovat na přívěsek), který poté získal Smithsonian Institution v roce 1974. Chemická analýza kovu naznačuje, že pravděpodobně pochází z meteoritu Wabar, jehož impaktní kráter je v Saúdské Arábii .
  3. Meteorická povaha železa tvořícího perly a dýky byla dlouho předmětem debat (a od jejich objevení) a až v roce 2016 bylo možné získat obsah niklu a kobaltu v dýce, zejména prostřednictvím použití nedestruktivních metod. Tyto obsahy byly charakteristické pro meteorické železo.

Reference

  1. klasifikace minerálů vybraných je to STRUNZ , s výjimkou modifikací oxidu křemičitého, které jsou klasifikovány mezi křemičitany.
  2. John F. Lovering , Nichiporuk, Walter, Chodos Arthur Brown, Harrison, „  Distribuce gália, germania, kobaltu, chrómu a mědi v meteoritech železa a kamenného železa ve vztahu k niklu šťastnému a struktuře  “ Geochimica a Cosmochimica Acta , sv.  11, n O  4,31. prosince 1956, str.  263–278 ( DOI  10.1016 / 0016-7037 (57) 90099-6 ).
  3. Roy S. Clarke a Edward RD Scott, „  Tetrataenit - objednal FeNi, nový minerál v meteoritech  “, americký mineralog , sv.  65,1980, str.  624–630 ( číst online , přístup k 13. prosinci 2012 ).
  4. J. Yang a JI Goldstein, „  Vznik struktury Widmanstätten v meteoritech  “, Meteoritics & Planetary Science , sv.  40, n O  22005( DOI  10.1111 / j.1945-5100.2005.tb00378.x ).
  5. JI Goldstein a JR Michael, „  Tvorba plessitu v meteoritickém kovu  “, Meteorics & Planetary Science , sv.  41, n O  4,2006, str.  553–570 ( DOI  10.1111 / j.1945-5100.2006.tb00482.x ).
  6. (in) Rhiannon Mayne, „  Qarabawi's Charm: looking beyond the science  “ , Elements , sv.  12, n o  1,února 2016, str.  73-74 ( DOI  10.2113 / gselements.12.1.73 , číst online [PDF] , přístup 24. října 2017 ).
  7. (in) RG Mayne T. Rose, CM Corrigan a SE Smith, "  Qarabawi velbloudí kouzlo: egyptského železného meteoritu  " , 73 třetím výročním Meteoritical Society Meeting ,2010, str.  5250 ( číst online [PDF] , přístup 24. října 2017 ).
  8. (in) „  Wabar  “ na Lunar and Planetary Institute (přístup k 24. říjnu 2017 ) .
  9. Železo a ocel ve starověku Vagn Fabritius Buchwald - Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab 2005.
  10. Waldbaum, JC a James D. Muhly; První archeologický vzhled železa a přechod do kapitoly doby železné v Příchod věku železa, Theodore A. Wertme. vyd., Yale University Press, 1980, ( ISBN  978-0300024258 ) .
  11. „  Pre-Dynastic Iron Beads from Gerzeh, Egypt  “ , ucl.ac.uk (přístup 28. prosince 2012 ) .
  12. Thilo Rehren , Belgya, Tamás, Jambon, Albert, Káli, György, Kasztovszky, Zsolt, Kis, Zoltán, Kovács, Imre, Maróti, Boglárka, Martinón-Torres, Marcos, Miniaci, Gianluca, Pigott, Vincent C., Radivojević Miljana , Rosta, László, Szentmiklósi, László a Szőkefalvi-Nagy, Zoltán, „  5 000 let staré egyptské železné korálky vyrobené z tepaného meteoritického železa  “, Journal of Archaeological Science ,31. července 2013( DOI  10.1016 / j.jas.2013.06.002 ).
  13. Judith Kingston Bjorkman , „  Meteory a meteority na starověkém Blízkém východě  “, Meteoritika ,1973, str.  91–132 ( DOI  10.1111 / j.1945-5100.1973.tb00146.x ).
  14. (in) Daniela Comelli, „  Původ Tutanchamonovy čepele meteoritické železné dýky  “ , Meteoritika a planetární věda ,20. května 2016( číst online ).
  15. (in) Elizabeth Deatrick, „  Pharaoh's Dagger Iron Made from a Meteorite, Study Confirms  “ na Eos: Earth & Space Science News (přístup k 6. červnu 2016 ) .
  16. Der Lama mit der Hose: „Buddha from space“ ist offenbar eine Fälschung (Telepolis 13.10.2012) .
  17. „  Starověká buddhistická socha z meteoritu, odhaluje nová studie  “ , Science Daily (zpřístupněno 26. prosince 2012 ) .
  18. Elmar Buchner , Schmieder, Martin, Kurat, Gero, Brandstätter, Franz, Kramar, Utz, Ntaflos, Theo a Kröchert, Jörg, „  Buddha z vesmíru - Starodávný umělecký předmět vyrobený z fragmentu železného meteoritu Chinga *  “, Meteoritika a Planetární věda , sv.  47, n o  9,1 st 09. 2012, str.  1491–1501 ( DOI  10.1111 / j.1945-5100.2012.01409.x ).
  19. TA Rickard, „  The Use of Meteoric Iron  “, Journal of the Royal Anthropological Institute , Royal Anthropological Institute of Great Britain and Ireland, sv.  71, n os  1/2,1941, str.  55–66 ( DOI  10.2307 / 2844401 , JSTOR  2844401 ).
  20. Buchwald, VF, „  O používání železa Eskymáky v Grónsku  “, Materials Characterization , sv.  29, n O  21992, str.  139-176 ( DOI  10.1016 / 1044-5803 (92) 90112-U , JSTOR  2844401 ).
  21. WFJ Evans , Gattinger, RL, Slanger, TG, Saran, DV, Degenstein, DA a Llewellyn, EJ, „  Objev oranžových kapel FeO v pozemním noční světelné záření atmosféry spektrem s OSIRIS na Odin kosmické lodi  “, Geophysical Research Letters , let.  37, n o  22,20. listopadu 2010( DOI  10.1029 / 2010 GL045310 ).

Zdroj