Обстоятельства падения метеорита Верхне-Чирская

Ровно в полдень 12 октября 1843 года в 30 верстах юго-восточнее казачьей станицы Верхне-Чирской, в степи, раздался оглушительный грохот. Небо было ясным, но более получаса стоял шум, похожий на непрекращающийся треск и гром. Местные жители, наблюдавшие за этим природным явлением, увидели, как к земле по наклонной траектории устремился столб дыма. И когда столб дыма только коснулся земли, то поднялось облако пыли сопровождавшее дальнейшее падение небесного тела вдоль поверхности степи на протяжении 30 верст до места его соприкосновениея с земной твердью.

Метеорит Верхне-Чирская хранящийся в Государственном музее природы Харьковского национального университета им. В. Н. Каразина

Во время пролёта метеорита очевидцами не были зафиксированы световые явления по траектории его движения. Когда упавший с неба камень отыскали, то он был уже холодный и углублялся в почву под наклоном на 10 см.
В дальнейшем метеорит начальством войска Донского был передан для исследования в Харьковский университет.
В Харьковском университете метеориту было присвоено официальное наименование «Верхне-Чирская» по географическому названию ближайшего населённого пункта к месту падения. Исследование метеорита первым произвёл адъюнкт-профессор Харьковского университета Никифор Дмитриевич Борисяк¹.

Результаты исследования метеорита Верхне-Чирская профессором Н. Д. Борисяком в 1846 году

1. Общие сведения и морфология
Образец представляет собой единственный экземпляр каменного метеорита. Его масса на момент обнаружения составляла 20 фунтов 50 золотников (8,03 кг). Метеорит имеет угловатую форму, приближенную к усечённой пирамиде с шестиугольным основанием. На поверхности наблюдаются четыре радиально расходящихся выступа. Из трёх основных граней одна вогнутая, вторая выпуклая, третья – плоская.

2. Поверхностные характеристики
Поверхность покрыта типичной чёрной корой плавления (фузиформной корой) средней толщиной ~0,5 мм. Кора монолитно спаяна с внутренним веществом и не отделяется механически. Регмаглипты отсутствуют. На коре присутствуют многочисленные впадины (impressiones digitatae) размером от субмиллиметровых до ~1 см, которые, соприкасаясь краями, создают ячеистую (клетчатую) текстуру. На отдельных участках, преимущественно на вершинах выступов, кора отсутствует (вероятно, в результате абляции в атмосфере или ударного скола при падении). В некоторых местах на кору нанесены частицы металлического железа, сохраняющие блеск.

3. Физические и механические свойства

• Удельный вес: 3,58 (3,58 г/см³).
• Цвет внутреннего вещества: светло-серый (пепельный) с синеватым оттенком.
• Структура: грубозернистая, землистая, непрозрачная, рыхлая, пронизана сетью тонких трещин. Часть трещин заполнена чёрным материалом, образуя разветвлённые прожилки.
• Магнитность: ~30% вещества (металлическая фаза) ферромагнитно.
• Твёрдость: царапает стекло (~5-6 по шкале Мооса).
• Механические свойства: внутреннее вещество хрупкое, но с трудом истирается в порошок. Металлические включения ковкие в холодном состоянии.
  

4. Минералогический состав (по визуальному и простейшему химическому анализу)
Внутренняя масса имеет сложный состав с неравномерным распределением фаз. Выделены следующие компоненты:

1. Самородное железо (Fe-Ni). Присутствует в виде ксеноморфных зёрен и листовидных выделений размером до 3,8×2,5×0,5 мм. Имеет серебристо-белый цвет, металлический блеск, ферромагнитно. Качественная проба паяльной трубкой указывает на присутствие никеля.
2. Тролит (FeS). Обнаружен в виде мелких частиц латунно-жёлтого цвета.
3. Силикатная основа (матрица). Состоит из тонкозернистой, непрозрачной массы светло-серого цвета. В лупу наблюдаются беловатые неправильные зёрна, предположительно, полевого шпата (аналоги ортоклаза).
4. Хондры. Присутствуют сферолитовые образования диаметром менее 1 мм, с чёрной поверхностью и пепельно-серым цветом в порошке. Частично магнитны.
   

5. Реакции на термохимические воздействия

• Нагревание в паяльной трубке. Матрица не плавится, изменяет цвет и приобретает магнитность (окисление железа). Металлические зёрна частично плавятся.
• Сплавление с бурой. Даёт черноватое стекло.
• Сплавление с содой. Образует спечённую массу.
• Действие кислот. Медленно растворяется. Соляная кислота вызывает более интенсивное растворение с выделением сероводорода (H₂S), что указывает на присутствие сульфидов².
  

Результаты исследования метеорита Верхне-Чирская Академией наук СССР в 1952 году

В коллекции АН СССР метеорит Верхне-Чирская (Verkhne-Tschirskaia) представлен маленьким кусочком размером 1х3 см. Главная масса метеорита (7,545 кг) хранится в музее Харьковского государственного университета.
Образец, находящийся в АН СССР, имеет кору цветом от тёмно-серого до чёрного. С одной стороны образца — поперечной — сохранилась чёрная кора. В изломе образца цвет камня серый, а текстура крупинчатая. Под лупой видны зёрнышки сульфидов и железа с металлическим блеском.
Под микроскопом можно видеть, что метеорит состоит из многочисленных перекристаллизованных хондр, большей частью утративших свои очертания. Обычно они соприкасаются; реже между ними наблюдаются мелкие зёрна оливина и ксеноморфные зёрна железа и троилита (рис. 1).

Рис. 1. Кристаллический хондрит Верхне-Чирская. d=1,5 мм

Главная масса хондр сложена оливином, значительно реже в них наблюдается ромбический пироксен. Строение хондр микропорфированное, грубо эксцентрически-лучистое и колосниковое. Довольно обильны неправильные зёрна железа и сульфида. Обычно они окаймляют хондры в виде прерывистого или сплошного кольца или полукольца. Была обнаружена перекристаллизованная и утратившая свои ограничения хондра (рис. 1, справа вверху) сложного строения: среди грубых радиальнорасходящихся призм, пересекая их, заключены идиоморфные крупные зёрна оливина. На том же рисунке видны перекристаллизированные хондры, сохранившие следы микропорфировой структуры (слева — внизу, справа — по краям изображения), иногда колосниковой (у края — снизу и вправо — по диагональному диаметру).

Рис. 2. Кристаллический хондрит Верхне-Чирская. d=1,5 мм

На (рис. 2) видна маленькая хондра с тонким эксцентрически-лучистым строением (слева вверху); в нижней части видна изменённая микропорфировая хондра эллиптических очертаний, примыкающая к сростку троилита и железа. На большей части изображённого на рисунке участка перекристаллизация стёрла следы первоначальной структуры³.

Квалификационное заключение по результатам исследований метеорита Верхне-Чирская профессором Н. Д. Борисяком в 1846 году и АН СССР в 1952 году

На основании проведённых исследований 1846 и 1952 годов можно сформулировать следующее квалификационное заключение о космическом объекте «Верхне-Чирская».

1. Космическая природа и классификация.
   Объект является каменным метеоритом. Критерии:
   наличие фузиформной (оплавленной) коры, образовавшейся при абляции в атмосфере.
   Присутствие космогенных фаз: самородного никелистого железа (Fe-Ni) и троилита (FeS), редко встречающихся вместе в земных породах.
   Наличие хондр – сферических образований, являющихся диагностическим признаком примитивного вещества Солнечной системы.
   На основании минералогического и структурного анализа метеорит классифицируется как хондрит.

2. Петрологический тип и степень метаморфизма.
   Результаты микроскопического исследования 1952 года (АН СССР) являются ключевыми для определения истории объекта.

• Структурный анализ показывает сложную, перекристаллизованную текстуру: большинство хондр утратили чёткие очертания, но в них сохранились реликтовые признаки микропорфировой, эксцентрически-лучистой и колосниковой структур.

• Минералогический состав представлен в основном оливином и ромбическим пироксеном, что типично для хондритов.

• Заключение: наблюдаемое сочетание реликтовых хондровых структур и их сильной перекристаллизации позволяет определить метеорит «Верхне-Чирская» как хондрит достаточно высокого петрологического типа – 5 или 6. Это указывает на то, что исходное вещество после аккреции подверглось значительному термическому метаморфизму в недрах своего родительского тела (астероида). Нагревание привело к росту кристаллов, размыванию границ хондр и перераспределению вещества, но не стёрло полностью память о первичной структуре.

3. Химический класс (предварительная оценка).
   Данные исследований позволяют сделать обоснованное предположение:
   Относительно низкий удельный вес (3.58 г/см³).
   Значительное количество (~30% по оценке 1846 г.) металлической фазы (Fe-Ni), образующей хорошо различимые зёрна и включения.
   Эти признаки с высокой вероятностью указывают на принадлежность к химической группе L (низко-железистые обыкновенные хондриты). Для окончательного подтверждения необходим количественный химический анализ на содержание железа и никеля.

4. Обстоятельства падения и физическое состояние.
   Метеорит является наблюдавшимся падением (12 октября 1843 г.). Его морфология (угловатая форма с выступами, ячеистая кора без регмаглиптов) и обстоятельства обнаружения (неглубокое залегание, холодное состояние) типичны для каменных метеоритов, испытавших дробление в атмосфере и не создавших ударный кратер. Описанное скольжение на 30 вёрст может указывать на низкий угол входа в атмосферу.
   
5. Историко-научное значение.
   «Верхне-Чирская» – один из первых метеоритов на территории Российской империи, исследованный с применением методик минералогии и химии (Н.Д. Борисяк, 1846 г.) и позднее детально изученный советской наукой (1952 г.). Он представляет собой ценный объект для изучения метаморфизма в астероидах и является частью исторического научного наследия.

Итоговый квалификационный паспорт объекта.
Официальное название: Верхне-Чирская (Verkhne-Tschirskaia).
Тип: каменный метеорит.
Класс: обыкновенный хондрит.
Группа (предположительно): L.
Петрологический тип: 5 или 6 (сильно метаморфизованный).
Статус: наблюдавшееся падение (12.10.1843).
Масса основной находки: 7.545 кг (главная масса в Харькове).
Степень сохранности: типичная кора плавления, внутренняя структура хорошо сохранилась для исследований.

Общий вывод: метеорит «Верхне-Чирская» представляет собой сильно метаморфизованный обыкновенный хондрит группы L типа 5-6. Это вещество сформировалось на заре Солнечной системы, прошло длительный этап тепловой обработки в недрах астероида и было выброшено в космос, чтобы упасть на Землю в 1843 году. Его изучение даёт информацию о геологических процессах, происходивших в малых планетах⁴.

Источники

1. Борисяк, Н. Д. Объ аэролитѣ, упавшемъ около Верхне-Чирской станицы [Текст] / Н. Д. Борисяк // Горный журнал или собранiе свѣдѣнiй о горномъ и соляномъ дѣлѣ с присовокупленiемъ новыхъ открытiй по наукамъ къ сему предмету относящимся. — 1846. — Часть IV. — Книжка Х. — С. 112-113.
2. Борисяк, Н. Д. Объ аэролитѣ, упавшемъ около Верхне-Чирской станицы [Текст] / Н. Д. Борисяк // Горный журнал или собранiе свѣдѣнiй о горномъ и соляномъ дѣлѣ с присовокупленiемъ новыхъ открытiй по наукамъ къ сему предмету относящимся. — 1846. — Часть IV. — Книжка Х. — С. 113-116.
3. Заварицкий, А. Н. Метеориты СССР. Коллекция Академии наук СССР [Текст] / А. Н. Заварицкий, Л. Г. Кваша. —  М.: Академия наук СССР, 1952. — С. 168-170.
4. https://www.deepseek.com/en