كيف تتعرض الأحجار النيزكية للإشعاع الكوني؟
تم دراسة آلية وجود الأحجار النيزكية وتبيّن أنها تنتج بسبب اصطدام يحدث بين كويكب مع كويكب آخر مستهدف، ويكون الاصطدام خلال مسارها الذي يبدأ من الجسم الأم وينتهي في الأرض.
لاحظ الفلكييين أن النيازك تتعرض إلى إشعاع المجرة الكوني، وهذه الأشعة هي عبارة عن أشعة كونية ذات طاقة فائقة، تولد تفاعلات نووية في النيازك وتصدر بدورها عناصر مشعة، ومن الممكن تقدير التغيير في نسبة هذه العناصر المشعة مع مرور الوقت عن طريق استعمال مفهوم النمذجة.
مع العلم أن نسبة هذه العناصر المشعة تقوم بالاعتماد على كل من: طبيعة الصخرة المعرضة للإشعاع الكوني أو على قدر هذا الإشعاع واحتمال حدوث تفاعل نووي ومدة تعرض الأحجار النيزكية للإشعاع بالإضافة إلى سرعة اضمحلال العنصر المعدني، وعندما يصل النيزك إلى الأرض فإنه من الممكن تقدير الزمن الذي احتاجه النيزك في الفضاء عن طريق قياس نسبة العناصر المشعة مثل 36 CL.
تعتبر فترات أو أعمار التعرض للأشعة (الإشعاع الكوني) بمثابة الزمن الذي يستغرقه النيزك أثناء مروره عبر الفضاء الخارجي (الفضاء هو الذي يفصل الأرض عن الجسم الأم الذي نتج عنه)، وهذه المدة تكون مختلفة اعتماداً على اختلاف مجموعات الأحجار النيزكية.
كما أن هذه الأعمار تتراوح بين عشرات الآلاف من السنين (نسبة للأحجار النيزكية القمرية) وبين تقريباً المليار عام (للأحجار النيزكية الحديدية)، وهذا يتيح الفرصة لنا بالعمل على تأريخ الصدمات التي خلفت الشظايا النيزكية والتي نسعى لدراستها في الوقت الحاضر.
فعلى سبيل المثال فإن النيازك الكوندريتية العادية التي تكون ذات الأنستاتيت والروموروتيت تمتلك أعماراً مُختلفة لتعرض الأشعة الكونية تتراوح بين بضعة الآف إلى ستة مليون عام، كما أننا قد نلاحظ بعض من الذروات في توزيع قيم الأعمار، وما عدا ذلك فهو عبارة عن قيم بالغة التباين، (فعلى سبيل المثال أعمار النيازك الكوندريتية إتش H تعرض بملايين السنين على الأشعة الكونية).
والذروات التي قد نلاحظها من الممكن أن تدل على حوادث تصادم متقطعة على الأجسام الأم، فمثلاً الذروة التي تكون ذات قيمة عالية جداً قد توضح انتزاع صدمة عظيمة منذ عدة ملايين من السنين لأعداد عظيمة من النيازك (مثل النيازك الكوندريتية إتش H من الجسم الأم) أصبحت الآن تسقط على الأرض.
كما أن النيازك اللاكوندريتية البدائية والمتمايزة تحتوي على أعمار متباينة للأشعة الكونية تتراوح بين بضعة ملايين من السنين إلى ما يقارب الستين مليون عام، ويوجد عدد كبير من الأحجار النيزكية الكربونية من نوع سي إم CM ونوع سي أي CI، حيث أن هذا العدد يتميز عن الأحجار النيزكية الأخرى من خلال أعمار تعرضها للأشعة الكونية التي تقل عن مليون عام.
ما هي آلية إنتقال النيازك إلى الأرض؟
إن أغلب الأحجار النيزكية تصل إلى الأرض انطلاقاً من حزام الكويكبات الأساسي، وتتشكل الحجارة النيزكية بسبب تصدع الكويكبات الناتج عن الاصطدام، ومن ثم يتم جرف هذه النيازك باتجاه الشمس من خلال قوى لاتثاقلية تصبح مؤثرة على الأجسام التي تكون ذات أقطار تقل عن 100 متر، مع العلم أن هذه القوى (عامل ياركوفسكي) تنتج بسبب إعادة إصدار لا متناظر لضوء الشمس من قبل الأجسام، كما أن هذه القوى تقوم بالاعتماد على سرعة دوران الجسم وحجمه وعاكسيته.
لكن عامل ياركوفسكي وحده لا يعد كافياً لجلب الأحجار النيزكية إلى الأرض أثناء المدة الزمنة القصير نسبياً (10 ملايين سنة)، حيث أن هذه المدة المحددة هي التي ساعدت في معرفة أعمار التعرض للأشعة الكونية، والسبب في ذلك أن سرعة الانجراف بفعل عامل ياركوفسكي تقع بين عشرة أجزاء من الألف وبين جزء من المائة من الوحدة الفلكية لكل مليون عام.
وهذا يدل على أن حجراً نيزكياً واقعاً على بعد ثلاث وحدات فلكية سيصل إلى الأرض التي تقع على بعد وحدة فلكية واحدة وذلك بعد مئتي مليون عام، ومن الممكن أن تدخل الأحجار النيزكية خلال طريقها إلى مناطق رنين مع كواكب عملاقة على غرار كوكب المشتري وكوكب زحل.
فمناطق الرنين تعرف على أنها مناطق من حزام الكويكبات يتضح فيها أثر قوى جاذبية الكواكب العملاقة، (فعلى سبيل المثال يُتمم جسم واقع في هذه المنطقة دورة حول الشمس أثناء المدة التي يتم فيها كوكب المشتري ثلاث دورات كاملة).
يوجد جزء صغير من الأحجار النيزكية تقريبا 10% هو قادم من الكويكبات القريبة من الأرض، وفي الأرجح هي النيازك الكوندريتية الكربونية التي تكون ذات أعمار تعرض أقل من مليون عام، ولا يوجد أثر لهذا التمييز في طبيعة الأحجار النيزكية على الأرض بسبب انحدرا الكويكبات القريبة من الأرض من حزام الكويكبات الأساسي.
