диссертация (1097652), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Агглютинатподобные частицы содержат до 50 об.% меди (см. ниже), которая является проводящимматериалом. Наведенные в переменном магнитном поле вихревые токи в проводящемматериале также могут обусловить возрастание частотной зависимости χʹ′ʹ′ [Worm et al., 139 1993; Bowles et al., 2009]. В самом деле, ранее сообщалось, что медный стандарт способенвоспроизвести подобное поведение χʹ′ʹ′fd [Linford et al., 2002], как на рис.
3.17г –аналогичный порядок величины и форма кривых для сравнимых частот переменногомагнитного поля (40 и 140 Гц). Таким образом, такое увеличение χʹ′ʹ′fd для агглютинатподобных частиц по сравнению с нешокированными базальтовыми аналогами имеетместо ввиду наличия в частицах медных включений, а не ввиду ударно-индуцированногообразования новых суперпарамагнитных зерен, как это наблюдалось в работе [Van deMoortèle et al., 2007]. Дополнительный аргумент в пользу такого вывода состоит в том, чтов случае SP зерен, обе χʹ′ и χʹ′ʹ′компоненты зависят от частоты поля при прохождении черезинтервал блокирующих температур [Bowles et al., 2009].
За исключением выстрела 9, ненаблюдалось никаких одновременных измерений в χʹ′fd, сопровождающих наблюдаемыеизменения в χʹ′ʹ′fd шокированных образцов.3.3.4. Приложение результатов3.3.4.1. Образование агглютинат-подобных частицИспользуя модель кратерообразования [Melosh, 1989], можно предположить, чтогомогенное стекло из полного расплава горной породы было образовано в кратернойвпадине на контактной поверхности мишени и ударника на ранней стадии экскавации.Движение вещества на котракте приводит к гомогенизации расплавленных силикатовмишени и рассеивание материала медного ударника в расплаве.
Как следствие расплавпропитывает прилегающий материал мишени, включая нерасплавленные фрагменты,также как и частично переплавленные или непереплавленные базальтовые класты, иотдельные частицы формируются в результате низкоскоростного выброса или отскока, всогласии с состоянием фаз плагиоклаза 1.Образование агглютинат-подобных частиц привело к в включению в их составматериалов с разной степенью ударного метаморфизма: от нешокированного вещества доударного расплава.
Однако, согласно состоянию плагиоклазовых фаз, большинствонепереплавленных базальтовых кластов, входящих в состав образцов из всех выстрелов(за исключением выстрела 26) были шокированы до ~30–45 ГПа. Тогда частицы выстрела26 содержат базальтовые класты со степенью ударного метаморфизма менее ~ 12 ГПа, очем можно заключить из микро-Рамановских спектров.
140 3.3.4.2. Сравнение с лунными агглютинатамиСогласно описанию агглютинатовой компоненты лунного грунта, агглютинатыпредставляют собой отдельные частицы крилаллических зерен, стекол и фрагментов ранеесформировавшихся агглютинатов, склеенных пузырчатым стеклом [Heiken et al., 1991;Basu et al., 2002]. Хотя по текстуре полученные агглютинат-подобные частицы подобнылунных агглютинатам, они все же отличаются от последних ввиду: 1) наличия веществамедного ударника в гомогенном стекле и 2) относильно низкое содержание стекла всравнении с лунными агглтинатами.
Считается общепринятым, что лунные агглютинатысформировалисьвпроцессеплавленияиперемешиваниярасплававовремямикрометеороидной бомбардировки. Микрометеоритный поток почти полностью состоитиз хондритового вещества [Kurat et al., 1994] (в основном CM-подобные), и,следовательно, он должен быть рассеян в расплаве материала мишени. Содержащееся вмикрометеороидах вещество углистых хондритов может восстановить FeO в расплаве, чтоможет стать причиной образования многочисленных крошечных капель железа в лунныхагглютинатах. Соедражание стекла в лунных агглютинатах значительно превышаетсодержание такового в агглютинат-подобных частицах.
Причиной такого расхождениямогут служить разные стекла в реголите и их пористость; последнее может приводить кболее высоким пост-ударным температурам, чем в случае непористого базальта.Исходя из наблюдаемого сходства между агглютинат-подобными частицами,полученнымивударныхэкспериментах,илуннымиагглютинатами,можнопредположить, что хондритовая составляющая в лунных агглютинатах варьируется отнескольких % до 50% со средним значением порядка 10 об.%.3.3.4.3.
Магнетизм агглютинат-подобных частиц в контексте Земли и солнечной системыЗа одним исключением (выстрел 25), наблюдается систематическое возрастаниеостаточной коэрцитивной силы Bcr (в 2-7 раз, см. табл. 3.5) для всех агглютинат-подобныхчастиц в сравнении с материалом соответствующих нешокированных базальтовыхмишеней. Этот эффект наиболее вероятно связан с ударно-индуцированным возрастаниеммагнитной жесткости базальтовых образцов ввиду отсутствия магнитной контаминациибазальтовой мишени веществом ударника (несмотря на физическое и химическоеперемешивание вещества мишени и вещества ударника) из-за выбранного материаласнарядов(медь).Ударно-индуцированноевозрастаниемагнитнойжесткостишокированных образцов наблюдалось ранее в механических ударных экспериментах 141 (например, [Gattacceca et al., 2007] и может быть рассмотрено как характерная чертагорных пород, содержащих сульфиды или окислы железа, с плотностью, сравнимой сплотностью базальтов (~2.9-3.2 г/см3, см.
табл. 3.4). В самом деле, Kohout at al. [2012]провели серию плоско-волновых экспериментов при использовании пористой магнетитсодержащей мишени (с плотностью ниже, чем а настоящей работе), в результате которыхбыл зарегистрирован обратный эффект, уменьшение магнитной жесткости веществамишени.Подобныйиндуцированнойэффекттакжетрансформации/можетнаблюдатьсяразупорядочениявмагнитныхрезультатеминераловударноFeNi-содержащих образцов [Bezaeva et al., 2010].В экспериментах, представленных в настоящей работе также наблюдалось ударноиндуцированное уменьшение магнитной восприимчивости (Табл. 3.3), что согласуется вранее полученными результатами на магнетит-содержащих мишенях [Kohout et al., 2012].Также наблюдается сдвиг всех агглютинат-подобных частиц влево на диаграмме Дэя (Рис.3.4) в сторону SD области по сравнению с соответствующими нещокированнымианалогами (за исключением океанического базальта).
Этот эффект, вероятно, связан сударно-индуцированноймеханическойчастичнойилиполнойфрагментациейферримагнитных зерен.Полученные в настоящей работе результате имеют приложения к Земле, планетамземной группы, Луне и астероидам. В самом деле, ударно-индуцированное возрастаниемагнитной жесткости может наблюдаться в импакт-кратерах на Земле (с базальтовойподложкой), например, Lonar импакт-кратер в Индии [Louzada et al., 2008]. Кроме того,базальт является земным аналогом корового материала дифференцированных телсолнечной системы (Луна, Марс…). Известно, что марсианская кора содержит магнетит[Gattacceca et al., 2014; Wittmann et al., 2015] и титаномагнетит [Bezaeva et al., 2007], о чемсвидетельствует изучение минерального состава марсианских метеоритов (SNC). Хотяагглютинация является маловероятной для поверхности Марса из-за присутствиямарсианской атмосферы, подобные ударно-индуцированные эффекты, обсуждаемые внастоящей работе, все же могут быть там обнаружены.Основные носители магнетизма лунного материала (лунных метеоритов и лунногогрунта) – частицы металлического железа (<<5 мас.%) [Rochette et al., 2010].
Магнетитбыла также обнаружен в лунном грунте, хотя и в очень небольших количествах ∼10-6промилле [Frondel, 1975], необнаружимых современными магнитными методами, которыепозволяют выявлять наличие магнитных минералов концентрациями до 10 промилле[Rochette et al., 2010]. 142 Агглютинация и соответствующее возрастание магнитной жесткости лунногогрунта очень вероятны на поверхности Луны и астероидов с той разницей, что изменениемагнитных свойств вещества мишени будет в равной степени связано как с ударноиндуцированными эффектами (описанными в настоящей работе), так и с магнитнойконтаминациейвеществамишенимагнитнымматериаломизхондритов,бомбардирующих лунную поверхность (Fe0 и FeNi), которая отсутствовала в настоящейработе ввиду использования немагнитных (медных) снарядов.§ 3.4.
Магнитные свойства метеоритов и аналогов, претерпевших сферическисимметричное ударно-взрывное нагружение3.4.1. Магнитные свойства базальта и диабаза до и после низкоинтенсивного ивысокоинтенсивного сферического ударного нагружения3.4.1.1. ВведениеВысокоскоростные импакты представляют собой один из механизмом эволюциитвердого тела солнечной системы. Ударные волны могут изменить как остаточнуюнамагниченность, так и объемные магнитные свойства вещества посредством рядафизических механизмов [Cisowski and Fuller, 1978; Gattacceca et al., 2007; Weiss et al.,2010].
Ударно-индуцированный нагрев при достаточно высоких давлениях можетприводить к частичному или полному плавлению вещества, которое сопровождаетсярекристаллизациейиобразованиемновыхмагнитныхзерен,температурнымперемагничиванием имеющихся ферримагнитных зерен. Ударное воздействие можеттакже приводить к фазовым превращениям ферримагнитных минералов, образованиютрещеноватости в магнитных зернах и ударно-индуцированному образованию в нихдефектов и дислокаций.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
