Steenijzer meteorieten vormen een zeldzame subklasse onder de meteorieten. Slechts 1% van de meteorietvallen betreft een steenijzermeteoriet, en ook het aantal vondsten is gering.

Zoals de naam al aangeeft, bestaan steenijzermeteorieten uit een combinatie van silikaten (steen) en ijzer (Fe,Ni). De klasse vormt een overgang tussen de metaalrijke steenmeteorieten, en de silikaatrijke ijzermeteorieten: silikaten en Fe,Ni in steenijzermeteorieten hebben ruwweg een 1:1-1:2 verhouding (het relatieve aandeel van beide bestanddelen varieerd tussen 35% en 65%). Met name de grens tussen de steenijzermeteorieten en silikaatrijke IIIAB ijzermeteorieten is echter een moeizame.

 

Groepen

De steenijzer-klasse valt uiteen in twee hoofdgroepen:

Pallasieten

Mesosiderieten

Beide groepen hebben een compleet verschillend karakter, en een sterk verschillende vormingsgeschiedenis. Bij beiden speelt echter wel een gehele of gedeeltelijke vorming in connectie tot differentiatie binnen een planetesimaal een rol. De vorminggeschiedenis van steenijzermeteorieten is in de brede zin dus gerelateerd aan de vormingsgeschiedenis van zowel achondrieten als ijzermeteorieten.

 

Een gepolijste doorsnede uit een fragment van de Brenham (VS) Pallasiet. Afgeronde groene olivijnkristallen zijn ingebed in een matrix van nikkelijzer (foto auteur, 500th Ensisheim Anniversary exhibit, Ensisheim,1992)

Pallasieten, volgens sommigen het mooiste type meteoriet wat er bestaat, vertonen een karakteristiek uiterlijk van dicht opeengepakte grote geelgroene kristallen olivijn ingebed in een matrix van puur nikkelijzer. Het olivijn is magnesium-rijk. De kristallen kunnen zowel hoekig als afgerond zijn, en vallen in de centimeter klasse. Het nikkelijzer van de matrix vertoond na etsen doorgaans Widmannstätten figuren (zie de subpagina over ijzermeteorieten) en de chemische samenstelling (met name in de hoeveelheid nikkel, germanium en gallium) vertoond overeenkomsten met IIIAB ijzermeteorieten. Het type is vernoemd naar de door de Duitse natuurhistoricus Peter Simon Pallas in 1772 bezochte en in 1776 beschreven, in 1749 in Siberië ontdekte Krasnojarsk steenijzermeteoriet, de eerste meteoriet van dit type welke bekend werd (in een tijd dat men nog niet wist wat meteorieten waren).

Pallasieten representeren waarschijnlijk materiaal uit de overgangszone tussen de nikkelijzerkern en de silikaatmantel van een gedifferentieerde planetoide. Gezien het grote verschil in dichtheid is het niet helemaal verklaard hoe het mogelijk is dat de olivijnkristallen en het nikkelijzer in een ruwweg 1:1-2:1 verhouding kunnen voorkomen, terwijl bovendien duidelijk is dat het Fe,Ni zeer langzaam is afgekoeld. De olivijnkristallen, welke eerder stolden dan het nikkelijzer, zouden "op" het nikkelijzer moeten drijven en niet er "in": het aandeel silikaat of het aandeel ijzer zou dus veel groter moeten zijn dan het is. Het dicht opeengepakte karakter van de olivijnkristallen zou er misschien echter op kunnen wijzen dat ze onder het gewicht van de materie er boven als het ware "in" de top van het vloeibare nikkelijzer zijn gedrukt. Mogelijk ook is onder de schokinvloed van inslagen vloeibaar Fe,Ni in de opeenhoping van olivijnkristallen geperst. In een veel later stadium is in ieder geval de pallasietische laag rondom de ijzerkern van een planetoide door inslagen bloot komen te liggen, en als de link met de IIIAB ijzermeteorieten valide is, zelfs de nikkelijzerkern zelf. Dit alles impliceert dat er ook aan de pallasieten gerelateerde basaltische achondrieten zouden moeten zijn, het materiaal van de silikaatkorst welke ooit de buitenlaag van het moederlichaam vormde waarbinnen de Pallasieten en IIIAB ijzermeteorieten zijn ontstaan. Vooralsnog is er echter geen duidelijke link te leggen tussen Pallassieten en een specifiek type achondriet.

Binnen de Pallasieten bestaat een kleine subgroep, de Eagle Station groep, waarvan de chemische karakteristieken van zowel het olivijn als het Fe,Ni afwijken van de normale Pallasieten. Ze moeten van een ander moederlichaam komen.

 

Gepolijste doorsnede door een fragment van de Vaca Muerta (Chili) mesosideriet. Een fijne ongesorteerde mix van silikaat en Fe,Ni is zichtbaar

 

Mesosiderieten (van mesos = tussen en sideros = ijzer: vroeger werd de term mesosideriet gebruikt voor de gehele steenijzer meteorietgroep) vormen de andere groep binnen de steenijzermeteorieten. Hun oorsprong is omgeven door raadsels. Ze bestaan uit een ongesorteerde mix van brokjes silikaat en nikkelijzer: de silikaat- zowel als nikkelijzerdeeltjes in dit type meteoriet varieren (binnen één meteorietfragment) in grootte van centimeters groot tot microscopisch klein. Het silikaatmateriaal binnen mesosiderieten, meest pyroxeen en plagioklaas, is achondritisch en het vertoond chemisch overeenkomsten met de eucrieten en diogenieten (zie de subpagina achondrieten). Ook de zuurstofisotopen-samenstelling lijkt op dat van HED meteorieten. Het silikaatmateriaal heeft echter extensief metamorphose ondergaan, vermoedelijk als gevolg van onderdompeling in vloeibaar nikkelijzer. Mesosiderieten bevatten dus silikaatmateriaal met een samenstelling gelijk aan de basaltische oppervlaktekorst van een gedifferentieerd moederlichaam, en nikkelijzer zoals het kernmateriaal van een gedifferentieerd moederlichaam. Is dit type meteoriet derhalve ontstaan door het uiteenvallen, gevolgt door re-accretie, van een gedifferentieerde planetoide? Er is een probleem: olivijn is opvallend afwezig in mesosiderieten. Dit schept een groot probleem, want olivijn hoort een belangrijk bestanddeel te zijn in de silikaatmantel van gedifferentieerde planetoiden en zou dus aanwezig moeten zijn. De enige oplossing, is dat mesosiderieten een mix zijn van materiaal van twee aparte lichamen: bij een botsing zijn mogelijk materialen uit de basaltische korst van een gedifferentieerde planetoide, en de nog gesmolten nikkelijzerkern van een andere, gemengd. Het nikkelijzer in mesosiderieten vertoond echter kenmerken van een zeer langzame afkoeling: na de botsing en vermenging moet het materiaal dus diep in het nieuw geaccreteerde moederlichaam zijn afgekoeld. Een complexe geschiedenis inderdaad, waar nog de nodige mysteries aan kleven!

 

Bronnen:

H.Y. McSween (1999) Meteorites and their Parent Planets.

D.W. Mittlefehldt et al. (1998) non-chondritic meteorites from asteroidal bodies. In J.J. Papike (ed.) Planetary Materials (= Reviews in Mineralogy 36).

 

 

U bevindt zich op Marco Langbroek’s pagina’s over meteorieten


Tekst en illustraties © Marco Langbroek, Dutch Meteor Society, 2001