Meteoriti

Nell’accezione comune il termine “meteorite” deriva dal termine meteora e sta ad indicane in prima approssimazione quei corpi che, essendo sopravvissuti all’impatto con l’atmosfera terrestre, sono riusciti a raggiungere la superficie del nostro pianeta. Si deve al fisico tedesco Ernst Florens Friedrich Chladni l’accertamento dell'origine extraterrestre di tali "rocce" avvenuta, dopo lunghi studi, nel 1794.

I meteoriti, inoltre, sono di fondamentale importanza per lo studio del nostro sistema solare poiché costituiscono testimonianze antichissime delle strutture presenti nelle epoche più remote. La loro peculiarità risiede nel fatto che, avendo vagato nello spazio interplanetario per milioni e milioni di anni, non hanno subito modificazioni chimico-fisiche recenti, ossia sono “geologicamente fermi” da moltissimo tempo. Tutto ciò conferisce ai meteoriti una ruolo cruciale: quello di “fotografie istantanee” di epoche remote.

Composizione Meteoriti

I meteoriti vengono classificati in base alla percentuale di silicati e di metalli contenuti secondo questa proporzioni:

• Areoliti: sono in prevalenza pietrose, costituiscono il 92% delle meteoriti e si possono dividere in Condriti ed Acondriti, a seconda della presenza o meno di piccole sfere chiamate condrule.
• Sideroliti: sono l'1.2% e sono costituite al 50% di metalli ed al 50% di silicati.
• Sideriti: sono il restante 6.8% e contengono prevalentemente Ferro, Nichel, Germanio e Gallio.

Areoliti

Le Areoliti si suddividono in Condriti e Acondriti, procediamo adesso distinguendo i singoli casi:

Condriti

Appartengono a questa famiglia più dell’86% di tutte le meteoriti rocciose e possono contenere dall’ 1% del volume sino al 70% di condrule. Le condrule sono piccolissime sferule metalliche (simili ai pallini contenuti nei proiettili) che si formano per repentino raffreddamento di materiali fusi, principalmente Pirosseni e Olivina. L’età media delle condriti si aggira approssimativamente intorno a 4.6 miliardi di anni, per questo esse costituiscono una delle più antiche testimonianze di cui oggi siamo in possesso.
Le condriti sono le meteoriti che hanno subito meno alterazioni nel tempo, infatti in genere quando un miscuglio di metalli subisce un forte riscaldamento si formano dei nuovi composti, nelle condriti ciò non è successo: in esse convivono minerali che si formano ad alta e a bassa temperatura; questo significa che esse costituiscono il miglior esempio, di cui siamo in possesso, di materiale molto prossimo alla composizione che doveva possedere (circa 4,5 miliardi di anni fa) il disco protoplanetario da cui nacque il Sistema Solare.

Oltre il 96% delle condriti vengono denominate condriti ordinarie, il restante 4% appartiene alla cosiddette condriti carbonacee contenenti ingenti quantità di carbonio.

(sezione del meteorite Plainview classificato come condrite ordinaria, i numerosi frammenti circolari che si intravvedono sono le condrule. Se lo desideri puoi visionare l'ingrandimento ad alta risoluzione di quest'immagine cliccando qui)

Le condriti ordinarie si possono dividere nelle seguenti classi a seconda del contenuto di elementi metallici in peso: H (high), L (low) e LL (low-low), a cui si aggiungo le classi E (enstatiti) e C (condriti carbonacee). Tuttavia esistono numerose rare classi dovute principalmente all’esiguità dei campioni rilevati e alle peculiarità del materiale stesso: R (rumurutiti), K (kakangariti) e F (forsteriti).

Le condriti carbonacee, o condriti C contengono molta più acqua delle altre, fino al 22% del peso totale, e più sostanze volatili di quelle ordinarie, inoltre contengono rilevanti tracce di materiale organico, in particolare amminoacidi semplici. Gli amminoacidi trovati nelle meteoriti sono di vari tipi, una parte di essi sono gli stessi che formano tutti gli esseri viventi sulla Terra: tutti gli amminoacidi contenuti nelle condriti carbonacee sono metà levogiri e metà destrogiri, questo dimostra la loro origine chimica in quanto gli amminoacidi di tutte le forme viventi terrestre sono esclusivamente levogiri.

Tra gli esempi più significativi troviamo il meteorite Murchison, caduto nel 1969 a 130 km a nord di Melburne (Australia) in 700 frammenti in cui sono stati trovati 92 tipi di amminoacidi (73 diversi da quelli presenti sulla Terra), cosa che conferma l'origine extraterrestre dei meteoriti. Successive analisi su campioni di nuclei cometari hanno rilevato numerose similitudini.

(frammento del meteorite Murchison classificato come condrite carbonacea)

Non a caso la composizione isotopica delle condriti carbonacee presenta una straordinaria coincidenza con quella solare a sua volta dedotta da accurate analisi spettrali.

Sono noti 7 tipi di condriti carbonacee, dall'iniziale del luogo dove è stato trovato il prototipo della classe:

• CI (Ivuna, Tanzania, 1938), condrule assenti, la composizione chimica tuttavia è simile a quella delle altre condriti.
• CM (Mighei, Ucraina, 1889), elevata presenza di acqua.
• CV (Vigarano, Ferrara, 1910), abnorme dimensione delle condrule.
• CO (Ornans in Doubs, Francia, 1868), presenza di condrule costituite da Calcio-Allumino.
• CR (Renazzo, Ferrara, 1824), elevata quantità di Fe-Ni, prima condrite in cui furono rinvenuti amminoacidi semplici.
• CK (Karoonda, Sud Australia, 1930), scarsissima presenza di acqua.
• CH (Allan Hills, Antartide), riscontrata grande varietà di metalli.

Qualche ipotesi può tuttavia essere formulata anche nell’ambito della formazione del nostro pianeta: alcune condriti rinvenute sulla Terra, denominate “EC”, sono ricche di enstatite, un materiale molto antico che si ritiene possa presentare una composizione mineralogica e un’età quasi totalmente coincidente con quelle relative alla formazione terrestre.
Il corpo roccioso più antico rinvenuto sulla Terra (4.56 miliardi di anni) è costituito da una condrite carbonacea (CV) ritrovata vicino al villaggio di Allende, Messico, nel febbraio 1969.

(sezione di un frammento del meteorite Allende classificato come condrite carbonacea)

Le condriti e più in generale tutte le meteoriti sono altresì interessanti perché conservano la "registrazione" del bombardamento dei raggi cosmici subito durante la permanenza negli spazi interplanetari. Dalle analisi effettuate risulta che negli ultimi 5000 anni il flusso medio dei raggi cosmici si è mantenuto costante entro il 10%, al contrario negli ultimi 4 miliardi di anni esso è diminuito dimezzandosi quasi.

Acondriti

Le Acondriti costituiscono il rimanente 8% delle Aeroliti, sono composti da minerali tipici della crosta di corpi differenziati (come la Terra) provenendo da materiali che hanno subito un'intensa evoluzione termica. Contengono principalmente Plagioclasi, Olivina e Pirosseni a cui si aggiungono numerosi altri composti. Molte acondriti sono chimicamente simili ai basalti terrestri. Il loro nome deriva dalla pressoché totale assenza delle classiche Condrule. Si pensa che la stragrande maggioranza delle acondriti provenga da frammenti di asteroidi, in particolare Vesta, tuttavia sappiamo con certezza che alcuni di essi provengono da Marte e dalla Luna. Da Marte proviene anche la famosa meteorite ALH84001, divenuta celebre per il ritrovamento di presunti batteri fossili. Tra i casi estremi ricordiamo il meteorite denominato NWA011 che si pensa possa provenire da Mercurio.

(la meteorite marziana ALH84001)

Tramite lo studio della composizione isotopica le acondriti possono essere raggruppate in grandi associazioni, tra le più importanti citiamo le HED (costituite da Howarditi, Eucriditi e Diogeniti) o le SNC (costtituite da Shergottiti, Nakhliti e Chassignite). Esistono importanti indizi che associano le HED alla composizione dell’asteroide Vesta. Esistono inoltre alcune acondriti dette “primitive” che presentano una gran varietà mineralogica derivata da differenti processi di differenziazione e accrescimento, tra le principali citiamo: Acapulcoiti, Lodraniti, Brachiniti, Winonaiti, e Ureiliti.

Sideroliti

Anche dette mesosideroliti, presentano una struttura non uniforme, che indica la presenza di numerosi collisioni successive alla formazione che le hanno arricchite di differenti tipi di materiale, perlopiù originatisi da diversi processi di accrescimento. Sono molto rare, infatti costituiscono solo 1% di tutte le meteoriti conosciute. L’esemplare-prototipo di questa famiglia è stato rinvenuto, nel 1861, nel deserto di Atacama, Cile, presso la località denominata “Vaca Muerta”.

(particolare ad alto ingrandimento delle strutture presenti nella siderolite Vaca Muerta)

Sideriti

Costituiscono il 6.8% circa di tutte le meteoriti rinvenute. Sono anche dette meteoriti ferrose (dal greco “sideros”). Sono composte da materiali altamente differenziati, probabilmente creati da fenomeni di fusione nei corpi progenitori. La Kamacite e la Taenite sono i due composit che costituiscono la gran parte delle sideriti, esse sono leghe di ferro-nichel distinte solamente dalla percentuale di nichel nel miscuglio: kamacite dal 4 al 7.5%, taenite dal 27 al 65%. Queste leghe tendono a formare piccoli cristalli che possiedono una elevata riflettività.

Sulla superficie di molte sideriti sono ben visibili delle cavità, chiamate regmaglipti, prodotte da vortici di aria durante l'attraversamento dell'atmosfera che riescono a scavare la roccia facilitati dalle alte temperature dovute allo shock termico.

(le tipiche cavità superficiali chiamate regmaglipti)

Per catalogare le sideriti gli studiosi utilizzano due diverse classificazioni:

La classificazione “chimica” si basa sui rapporti riscontrati nel campione di metalli quali nichel/gallio e germanio/iridio; raggruppa le circa 600 meteoriti ferrose conosciute in 13 gruppi chimici. Le meteoriti che non ricadono in nessuno di questi gruppi sono dette “anomale”. La classificazione “strutturale” considera i cambiamenti dei rapporti di due leghe di ferro e nichel, la kamacite e la taenite, che costituiscono oltre il 90% della composizione delle meteoriti ferrose: nel corpo progenitore la teanite pura si ha quando la temperatura è elevata, la kamacite comincia a formarsi progressivamente durante il raffreddamento.

(la bellissima ottaedrite denominata Rancho Gomelia, dalla sezione si evidenziano nitidissime figure di Widmanstätten)

Dalla sezione di alcune sideriti gli studiosi hanno scoperto la presenza di appariscenti strutture a lamelle parallele, dette figure di Widmanstätten, che riproducono i reticoli cristallini della kamacite e della taenite; La presenza e la disposizione di queste figure ha permesso la suddivisione delle sideriti in tre sottocategorie:

• Esaedriti: interamente costituite da cristalli di kamacite (oltre il 92% della massa del meteorite). La kamacite delle esaedriti contiene meno del 6% di nichel, la parte rimanente è ferro. Hanno le lamelle disposte secondo le facce di un esaedro, quindi mancano le figure di Widmanstätten; alle volte sono presenti delle sottili linee parallele, dette linee di Neumann, probabilmente formatesi in seguito ad un violento impatto del corpo progenitore o nell'urto della meteorite con il suolo terrestre.

• Ottaedriti: contengono sia kamacite che taenite, (nichel fra il 6% e il 17%), sono presenti le figure di Widmanstätten con le lamelle disposte secondo le facce di un ottaedro: dal loro spessore e dalla distribuzione del contenuto di nichel si può risalire al ritmo di raffreddamento e alla profondià nel corpo progenitore a cui si sono formate.

• Atassiti: sono costituite quasi interamente da taenite: contengono più del 17% di nichel; le figure di Widmanstätten sono molto sottili e visibili solo al microscopio, da ciò deriva il nome “atassite” (dal greco letteralmente “senza struttura”). Le atassiti sono estremamente rare, a questa categoria appartiene la meteorite di maggior massa finora rinvenuta: Hoba West di 60 tonnellate rinvenuta nel 1920 vicino Grootfontein, Namibia.

Luoghi di ritrovamento

Come si evince dalle caratteristiche dei diversi campioni riportati in questa pagina i luoghi di ritrovamento dei meteoriti sono sparsi praticamente ovunque su tutta la superficie terrestre, in maniera uniforme nei cinque continenti. C’è inoltre da sottolineare un fatto rilevante: le meteoriti sin’ora ritrovate costituiscono soltanto una piccola porzione di quelle cadute sulla Terra nel corso di migliaia di anni poiché molte di esse sono cadute in luoghi inaccessibili della Terra, senza contare tutte quelle “scomparse” perché cadute negli oceani che rappresentano la gran parte della superficie del nostro pianeta. A tutte queste si aggiungono ovviamente quelle che ancora aspettano di essere scoperte.

Nonostante ciò i migliori esemplari rinvenuti sulla Terra provengono dalle zone polari, infatti, questi frammenti rocciosi di colorazione molto scura sono facilmente individuabili sulle superfici ghiacciate a causa delle differenze nella colorazione. Tuttavia l’importanza scientifica di questi campioni è fondamentale al punto che, ogni anno, i principali enti spaziali come NASA ed ESA organizzano vere e proprie spedizioni di cacciatori di meteoriti nelle zone limitrofe alle due calotte polari.

Some images are courtesy of ASU