диссертация (1097652), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Однако, вторичные нейтроны мало влияют на метеориты ввиду малогоэффективного поперечного сечения ядерной реакции – источника вторичных нейтронов[Eugster et al., 2006].Известно, что в результате процессов абляции и фрагментации метеороидов при ихпрохождении через атмосферу Земли, масса выпавших метеоритов намного меньшесоответствующей внеатмосферной массы метеороидов [Бронштэн, 1981]. Абляция (А) –это потеря массы метеороидом в результате плавления наружных слоев и последующегосдувания жидкой пленки набегающим воздушным потоком, а также испарения вещества иего удаления в виде паров [Бронштэн, 1981].
Это можно представить следующим образом:A(%)=(1-m/M)×100(1)где m – выпавшая (найденная) масса метеорита, M – внеатмосферная масса метеороида.Эффективность абляции в основном зависит от М и внеатмосферной скорости метеороидаVe (Ve ∈ [11.2, 72.8] км/с, но на практике Ve≤ 30 км/с [Ceplecha et al., 1998]), а также егоформы и скорости в точке траектории, где абляция прекращается, и метеороид переходитв режим темного полета (dark-flight) со скоростью, постепенно приближающейся к 170 режиму свободного падения [Ceplecha et al., 1998]. Существуют разные оценки А дляразных типов метеоритов.
Например, согласно работам [Алексеев, 2003, 2004], среднее+2.1значение А для хондритов составляет 91.5−2.6% (определено для 262 хондритов), а для+3.1обыкновенных хондритов - 78.4−3.4% (определено для 83 обыкновенных хондритов).Таким образом, все следы облучения поверхности метеороида во время трансфера наЗемлю теряются во время прохождения метеороида через атмосферу Земли из-зазначительной потери массы метеоритного вещества.
Однако, влияние облучений SEP(протоны с энергиями порядка МэВ, проникающие на сотни микрометров или даже досантиметров в случае наиболее энергетичных) на магнитные свойства внеземноговещества, вероятно, может быть обнаружено на поверхностях твердых тел солнечнойсистемы, а также в микрометеоритах, брекчированных метеоритах и реголите [Bischoff etal., 2006].Кроме того, на ранней стадии эволюции, первоначальное внеземное вещество в формепыли в протопланетном диске до аккреции было непосредственно подвержено, вероятно,интенсивному облучению в космическом пространстве. Исследование звезд до главнойпоследовательности с массами 0.4-2 от массы солнца в рамках проекта Chandra OrionUltradeep Project [Wolk et al., 2005] показывает, что для этих молодых звездных объектовжесткая рентгеновская светимость L варьируется в пределах 1030-1031 эрг/с [Preibisch,Feigelson, 2005].
Используя аналогию с импульсными вспышками, наблюдаемыми внастоящее время на солнце, авторы работы [Lee et al., 1998] получили коэффициентпересчета между L и кинетической энергией протонов с энергией >10 МэВ. Такимобразом, можно оценить, что поток SEP на твердые тела в непосредственной близости кпротосолнцу в первые миллионы лет был в 105 раз выше, чем современный поток SEP[Goswami et al., 2001; Feigelson et al., 2002], а именно порядка 107 p/см2⋅с.Одним из важных последствий облучения внеземного вещества в космическомпространстве может быть изменение естественной остаточной намагниченности NRM (отангл. “Natural Remanent Magnetization”) облученного материала.
Вопрос о возможностиобразования при облучении так называемой радиационо-индуцированной остаточнойнамагниченности RIRM (от англ. “Radiation Induced Remanent Magnetization”) впервыебыл поставлен в работе [Rowe, 1978], однако гипотеза RIRM до сих пор не имелаэкспериментального подтверждения. В настоящей работе эта гипотеза была проверена дляслучаев протонной и свинцово-ионной бомбардировок. 171 § 4.3. Материалы и методы4.3.1. Описание образцовЭксперименты по протонному и ионному облучению были проведены на десятиразличных типах образцов (имелось несколько образцов каждого типа, см.
табл. 1) соследующими магнитными носителями: магнетит (Fe3O4), титаномагнетит (Fe3-xTixO4),металлическое железо (Fe0) и никелистое железо (FeNi), а также пирротин (Fe1-xS). Этиобразцы состоят из двух земных горных пород, одного чистого минерала, четырехобразцов дисперсного порошка (порошки синтетических железа и магнетита, а такжеприродного моноклинного пирротина) в эпоксидной смоле и трех метеоритов.Образец (магнитный носитель)Название образцаМикродиорит (магнетит)1-11-21-31-aБазальт (титаномагнетит)2-12-22-32-aГексагональный пирротин3-13-23-33-a3-bМоноклинный пирротин 14-14-24-34-aМоноклинный пирротин 25-15-25-35-aЖелезо в эпоксидной смоле6-16-26-36-a6-b χ0SIRMMDFiBcBcrBcr/BcMsMrs/Ms2742571177820.750.830.451.77989823322428341712.09.311.38.534.633.817.690.90.020.020.020.0150.754.266.17611.371.201.808.22109109109115211620142.11.81.82.83.72.73.647.20.230.240.270.1312.99.212.618.616.72.771.832.634.314.31>150>150>150>150>1502173441522261842941660.90.91.30.82.31.82.20.480.650.310.460.5232.028.425.367.71.561.631.643.90988811121210202122161.81.81.81.65.95.54.813.50.230.230.230.2628.924.032.244.62.712.413.135.251312111216181615252724221.61.51.51.57.36.38.112.30.340.340.350.3747.350.957.71341020.070.080.070.160.1313131391021122306228121315.062.028.06.06.511.213.014.529.823.50.010.0030.0030.010.01172 Метеорит Bensour (FeNi)7-17-27-37-aМагнетит в эпоксидной смоле8-18-28-38-a3.73.934.11900.040.040.150.2117115166531565055309.310.018.330.01.21.410.263.20.020.020.010.0034.97.514.142.10.110.140.220.571817161514121110323424252.32.82.22.50.71.11.95.80.140.100.100.09χ0 – магнитная восприимчивость (в ×10-12 м3); SIRM – остаточная намагниченность насыщения,образованная в магнитном поле напряженностью 3 Тл (в мкАм2), измеренная при использовании 2GSQUID магнитометра; MDFi – медианное поле разрушения SIRM (в мТл); Bc и Bcr - коэрцитивная сила иостаточная коэрцитивная сила (в мТл), соответственно; Ms и Mrs - намагниченность насыщения иостаточная намагниченность насыщения (в мкАм2), соответственно.Таблица 4.1.
Основные магнитные свойства образцов до протонной и свинцово-ионной бомбардировок.Два образца земных горных пород – это магнетитсодержащий микродиорит,описанный а работе [Gattacceca et al., 2007], а также титаномагнетитсодержащий базальт,описанный в работе [Gattacceca et al., 2008a]. Чистая минеральная фаза состоит измонокристаллов гексагонального пирротина (с небольшой примесью моноклинногопирротина)16и описана в работах [Carpenter, 1974; Rochette et al., 2003a]. Двапорошковых образца – это моноклинный пирротин естественного происхождения,измельченный в порошок и равномерно диспергированный в эпоксидной смоле сразмерами фракций в диапазонах 150-250 мкм и 75-100 мкм, которые далее называютсямоноклинный пирротин 1 и 2, соответственно (см.
табл. 4.1). Исходный образец –источникпорошкапирротина,описанвработе[Dekkers,1988].Двадругихпорошкообразных образца – это образцы синтетических железа и магнетита с фракциями10 мкм и <25 мкм, соответственно, которые были приготовлены при использованиикоммерческих синтетических порошков, диспергированных в эпоксидной смоле.Изученные образцы метеоритов – это метеориты Bensour (обыкновенный хондрит LL6),Bereba (эвкрит) Tatahouine (диогенит). Последние два метеорита являются ахондритамиклана HED (от англ.
“Howardite-Eucrite-Diogenite”, Говардиты-Эвкриты-Диогениты), чьимродительским телом предположительно считают астероид Веста [Consolmagno, Drake,1977; Binzel, Xu, 1993]. Магнитные свойства метеорита Bensour в основном определяютсятетратэнитом [Gattacceca et al., 2003]. Однако, в настоящей работе образцы хондритаBensour были нагреты до 650ºC в атмосфере аргона до радиационных экспериментов с 16 Далее в тексте настоящей главы этот образец для краткости называется «гексагональный пирротин». 173 целью трансформации тетратэнита в тэнит (сплав FeNi c содержанием никеля Ni≥7% игранецентрированной кубической решеткой – встречается во многих типах метеоритов[Sugiura et al., 1988; Rochette et al., 2003б, 2008, 2009б]).
В магнитной минералогииметеоритов Tatahouine и Bereba преобладает низконикелистое железо в форме камасита[Rochette et al., 2009б].Образцы базальта, использованные в экспериментах по протонной бомбардировке,были получены из стандартного тонкого шлифа (толщиной 30 мкм). Остальные образцыимели толщину от 20 до 50 мкм и были наклеены на более толстые диски из эпоксиднойсмолы для облегчения лабораторных манипуляций (рис. 4.1).Рисунок 4.1. Фотография образцов внутри ускорителя ARAMIS после окончания протонной бомбардировки.Каждый образец указан цифрами. Соответствие номеров конкретным образцам указано в табл. 1. {х, y, z} –система координат 2G SQUID магнитометра.В экспериментах по облучению ионами свинца толщина образцов составляла 300 мкм.Все образцы были изготовлены при использовании пилы с алмазной ниткой споследующим использованием наждачной и шлифовальной бумаги для ручногошлифования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
