Nog een belangrijke soort van meteorieten zijn de ijzermeteorieten. Deze hebben door het ijzergehalte een hoog gewicht, zijn magnetisch en hebben een hoog nikkelgehalte. Doordat deze meteorieten vaak groot en soms fraai gevormd zijn, is deze soort zeer bekend bij het grote publiek. Enkele van de grootste bekende meteorieten die op Aarde warden teruggevonden, zijn dan ook ijzermeteorieten. Ontdek via dit uitgebreid artikel alles over deze soort van meteorieten en hun verschillende classificaties.
De twee belangrijkste ijzer-nikkel legeringen die men gevonden heeft in de ijzermeteorieten zijn laag-nikkel kamacite of alpha-ijzer en hoog-nikkel taenite of gamma-ijzer. Deze twee mineralen behoren tot het isometrische kristalsysteem en tonen hexaëdraal (kubieke) kristallen. In gesmolten metaal, bij een temperatuur >1 370° Celsius, beginnen zich zowel kamacite als taenite te vormen. Welke legeringsvorm is afhankelijk van het nikkelgehalte en de temperatuur bij de kristallisatie en de koelsnelheid. Wanneer de temperatuur boven 900°C stijgt dan is alleen de taenite fase van de ijzernikkel-legering stabiel. Maar als de temperatuur blijft dalen dan verschuift de stabiliteit naar de taenite + kamacite velden of alleen de kamacitevelden, dit is afhankelijk van het gewichtspercentage van nikkel. Wanneer er maar 30 % gewicht nikkel is dan bestaat alleen de taenitestructuur. Wanneer er maar 5% gewicht nikkel is dan verandert de taenite in kamacite. Als het tussen 6% en 13% gewicht nikkel is dan ontstaan zowel kamacite als taenite, er is dus een vergroeiing van beide legeringen. Door de jaren heen hebben meteoritici twee methodes gevonden om de ijzermeteorieten te classificeren. De oudste methode was gebaseerd op de karakteristieke kristallijnstructuur van de meteorieten die tevoorschijn komt als men ze gepolijst en geëtst heeft. Wanneer ze geëtst zijn kunnen we een karakteristiek patroon van lamellen van kamacite zien. De breedte van die lamellen bepaalt een verdere indeling in een van de zes structurele subgroepen van de octahedrites. Sinds de jaren 1950 hebben ze een chemische methode van classificeren van de ijzermeteorieten. Dit doen ze door de aanwezigheid van sommige mineralen en spoorelementen te meten zoals gallium, germanium, iridium.
Chemische classificatie
Oorspronkelijk waren het vier groepen maar ondertussen zijn het er veertien geworden en worden door middel van hun chemische samenstelling geclassificeerd, dit met behulp van nikkel en de sporenelementen germanium en iridium. De subgroep wordt aangeduid met Romeinse cijfers en letters, bijvoorbeeld IAB. Elke groep bevat vijf of meer meteorieten.
- IAB groep (125 meteorieten): In deze groep bevinden zich de meest bekende meteorieten zoals de bekende Canyon Diablo (Barringerkrater in Arizona), Odessa (Texas) en de Campo del Cielo (Argentinië). De meeste meteorieten hebben een grof tot middelgrove octahedrietenstructuur.
- IC groep (11 meteorieten): Deze kleine groep bestaat voornamelijk uit grove octahedrites. De meeste IC-meteorieten bevatten overvloedige donkere insluitsels van coheniet. Silicaat insluitsels ontbreken. De IC-ijzer hebben ook lagere waarden van de spoorelementen arseen en goud. Een bekende IC-meteoriet is Arispe.
- IIAB groep (106 meteorieten): Dit is een tweede grote groep van ijzermeteorieten en bevatten zowel hexahedrites als grove octahedrites. Ze hebben overvloedige Neumannlijnen. Studies van spoorelementen abondanties suggereren dat ze in de kern van een C-type planetoïde kunnen gevormd zijn. Bekende voorbeelden zijn Braunau, Lake Murray en Sikhote-Alin.
- IIC groep (8 meteorieten): De meeste van deze zijn plessitic octahedrites met kamacite bandbreedte van minder dan 0,2 mm. Plessiet, die ook bij andere octahedrites aanwezig is, is de ruimte tussen de legering van kamacite.
- IID groep (17 meteorieten): Deze groep vertegenwoordigt de medium tot fijne octahedrites. Ze bevatten ook insluitsels van schreibersiet (ijzer-nikkel fosfide) samen met grote hoeveelheden spoorelementen. Hraschina en Elbogen zijn typische IID-ijzermeteorieten.
- IIE groep (18 meteorieten): De meeste van deze groep zijn grof tot medium octahedrites en bevatten overvloedige silicaat insluitsels die vaak lijken op gestolde druppels. IIE meteorieten werden niet gevormd in de kern van een asteroïde maar ze waren het product van een gedeeltelijke smelting en opwarming, veroorzaakt door botsing. Ze lijken nauw verwant te zijn aan de gewone chondrieten in de H-groep en het is mogelijk dat die beide afkomstig zijn van dezelfde “ouder”, de belangrijkste planetoïde 6 Hebe. Twee bekende voorbeelden zijn Watson en Miles, beide uit Australië.
- IIF groep (5 meteorieten): De structurele groep IIF bevatten plessitic octahedrites en ataxites. Ze zijn nikkelrijk en bevatten grote hoeveelheden spoorelementen die aangeeft dat de vorming plaatsvond in de kern van een gedifferentieerde asteroïde. De samenstelling van de IIF meteorieten is vergelijkbaar met die van de Eagle Station pallasieten en waarschijnlijk delen beide groepen een gemeenschappelijk moederlichaam. Bekende meteorieten uit deze groep zijn Del Rio en Monahans (1938).
- IIG groep (5 meteorieten): In deze groep zijn de meteorieten hexahedrites of grofste octahedrites. In de structurele en elementaire samenstelling lijken ze op de ijzergroep IIAB maar ze bevatten nog minder nikkel en hebben ongewone linten ijzerfosfide en schreibersiet, bedekken vaak voor 15% de oppervlakte. Voorbeelden van deze groep zijn Bellsbank en Guanaco.
- IIIAB groep (233 meteorieten): Dit is de grootste groep van alle ijzermeteorieten en wordt onderverdeeld in twee subgroepen. In tegenstelling tot de IIIA subgroep leden, die meestal grof octahedrites zijn, bevat de IIIB meestal medium octahedrites. Samen vormen ze een ononderbroken reeks van structurele en elementaire composities die op een gemeenschappelijke oorsprong wijzen, misschien in verschillende regio’s in de kern van een asteroïde. Sommige IIIAB-ijzers bevatten grote bolletjes van troiliet en grafiet, maar silicaatinsluitsels zijn relatief zeldzaam, dat is merkwaardig omdat recent onderzoek suggereerde dat er een nauwe relatie bestaan tussen deze groep en de silicaatrijke hoofdgroep van de pallasieten. IIIAB-ijzers vertegenwoordigen fragmenten van de kern, terwijl de hoofdgroep van de pallasieten monsters zijn van de kern/mantelgrens van deze moederasteroïde. Groep IIIAB bevat een aantal prominente leden waaronder enkele van de grootste ijzers ooit gevonden: Cape York, Chupaderos, Morito en Willamette.
- IIICD groep (42 meteorieten): Deze middelgrote groep bevat fijne tot fijnste octahedrites en ataxites. Verscheidene van deze groep bevatten overvloedige silicaat insluitsels die lijken op de meteorieten die in de IAB groep zitten. Ze werden gevormd door het effect op een gedifferentieerde moederasteroïde en kunnen ontstaan zijn op hetzelfde lichaam als de zeldzame groep van de primitieve achondrieten genaamd Winonaites. Bekende meteorieten van deze groep zijn Carlton, Morasko.
- IIIE groep (13 meteorieten): Net als bij de ijzermeteorieten van groep IIIAB, zijn ze structureel grof octahedrites. De IIIE ijzers worden gekenmerkt door korte kamacite banden en overvloedige insluitsels van de zeer harde witte carbide, hanoniet. De meest bekende meteoriet van deze groep is Armanty, een medium octahedrites uit China en heeft een gigantisch gewicht van meer dan 23 ton in totaal.
- IIIF groep (8 meteorieten): De meeste IIIF ijzermeteorieten zijn medium tot fijne octahedrites met een laag gehalte aan nikkel. Ze hebben een hoog gehalte aan chroom en een laag gehalte aan kobalt en schreibersiet. Troliet is zeer zeldzaam of is zelf niet te vinden. Een voorbeeld uit deze groep is Klamath Falls en St. Genevieve County.
- IVA groep (65 meteorieten): De meeste meteorieten zijn fijne octahedrites. Sommige IVA-ijzers bevatten kleine bolletjes van troiliet en grafiet. Deze groep zou kunnen gevormd geweest zijn in de kern van een kleine gedifferentieerde asteroïde dat verstoord werd door een grote impact kort na de vorming ervan en opnieuw verstoord ongeveer 450 miljoen gaar geleden. Een belangrijk en ongebruikelijk silicaatrijk lid uit deze groep is de historische Steinbach. Het bestaan uit ongeveer gelijke delen van IVA nikkel-ijzermatrix en roodachtige silicaten. Deze silicaten zijn een mengsel van pyrogene en zeldzame mineralen tridymiet (kwarts die op hoge temperatuur structureel verander ). Gibeon is een bekende meteorieten van deze groep.
- IVB groep (13 meteorieten): De meteorieten van deze kleine groep zijn zeer nikkel-rijk en behoren tot de ataxieten. Bekeken onder een vergroting, onthullen de IVB-ijzers een plessitic samenstelling met een vergroeiing van kamacite en taenite. Voorbeelden uit deze groep zijn Hoba en Kaap de Goede Hoop.
- Ungrouped irons of IRUNGR (95+ meteorieten): Ongeveer 15% van de ijzermeteorieten van deze groep passen niet in één van de 14 bovenstaande groepen en worden dus in de een “restgroep” geplaatst. Dit komt doordat ze van verschillende “parent bodies” komen, dus van verschillende asteroïden/kometen. Daarnaast zijn meer dan 110 meteorieten nog niet chemisch geclassificeerd. Een bekende van deze groep is de enorme 22-tons Bacubirito meteoriet.
Gestructureerde classificatie
Deze worden in groepen gestoken die gebaseerd zijn op de aan- en afwezigheid van de Widmanstättenstructuur. Deze structuur vindt men ook terug bij de steen-ijzermeteorieten. De Widmanstättenstructuur ook wel Thomson structuur genoemd, zijn unieke driehoekige structuren die zichtbaar worden wanneer men de meteoriet doorzaagt, polijst en met salpeterzuur etst. Deze “lijnen” zijn in de vorm van twee verschillende legeringen. Kamacite is het Grieks woord voor 'balk' en taenite is 'lint' in het Grieks.
- Hexahedrites: Hexahedrites zijn ijzermeteorieten die een kleine hoeveelheid nikkel in hun structuren bevatten, meestal tussen de 4,5% en 6,5 % kamacite. Wanneer de kamacite kristalliseert vormt het kubische kristallen met zes gelijke zijden zijn en die loodrecht op elkaar staan. Hexahedrite meteorieten zijn eigenlijk grote kubieke kristallen van kamacite die vaak volgens langs de kristalvlakken als ze de aardse atmosfeer binnenkomen. Hexahedrites tonen alleen hun kubusvorm maar als een hexahedrite zorgvuldig geslepen is en gepolijst op één van de zes zijden en vervolgens geëtst met salpeterzuur of ijzerchloride dan zal er een verbazingwekkende structuur verschijnen die typisch is voor hexahedrites. Dit zijn de Neumann lijnen. Franz Ernest Neumann was de eerste die deze lijnen in 1848 beschreef, het zijn dwarsdoorsneden met zeer dunnen lamellen of vlakken van 1-10 micrometer breed. Ze groeien op de vlakken van de kamacite kristalroosters. De lamellen zijn niet zichtbaar met het blote oog.
- Octahedrites: De vergroeiing van kamacite en taenite produceert een aantal van de meest opmerkelijke en mooie structuren die men vindt in de klasse van meteorieten – de Widmanstättenstructuur. Het is eigenlijk iets magisch om deze octahedrische cijfers te zien. De octahedrische cijfers werden voor het eerst ontdekt door William Thomson in Napels in 1804 en 4 jaar later door Graaf Alois von Widmanstätten in Wenen. Thomson probeerde de Pallas steenijzer-meteorieten voor roest te vrijwaren door salpeterzuur te gebruiken als conserveermiddel. Hij slaagde er maar niet in om de roest weg te houden van een meteoriet. Graaf von Widmanstätten onderzocht de eigenschappen van ijzermeteorieten in 1808, toen hij per ongeluk een dunne plaat met octahedrites aan het verwarmen was met behulp van een bunsenbrander. Tijdens het verhittingsproces oxideerde de kamacite en taenite de meteoriet en daardoor kwam het patroon tevoorschijn. Op onderstaande figuur ziet men aan de linkerzijde de taenite in zijn hexaëdrische vorm met drie gelijke assen. Kamacite platen beginnen te groeien op taenite kristallen, door de hoeken van de kubus in te korten naar hoeken van 45°. De afgeknotte hoeken komen uiteindelijk samen bij alle drie de assen aan de tegenoverliggende zijden van de kubus. De nieuwe vorm aan de rechterkant is een achtzijdige dipyramidale figuur uit acht gelijkzijdige driehoeken. Deze nieuwe kristalvorm is nog steeds gebaseerd op de kubus. De achtzijdige figuur is een octaëder en geeft haar naam voor de meest voorkomende ijzers, de octahedrites. De meeste meteoritici maken nog steeds gebruik van het structurele classificatieschema gebaseerd op de Widmanstättenstructuur. In de octahedrites heb je nog een onderverdeling. De grofste banden hebben de minste massa nikkel, maar er is aanzienlijke overlapping van nikkel voor elke subgroep. Voorbij de fijnste subgroep zijn de plessitic octahedrites. Plessite is een fijnkorrelig mengsels van kamacite en taenite.
- Ataxieten: Ataxites waren ooit in twee groepen verdeeld: nikkel-rijke en nikkel-arme. Deze nomenclatuur wordt op de dag van vandaag niet meer gebruikt. De naam ataxite is uit het Grieks en betekent “zonder structuur”, een goede naam omdat onderzoekers niet in staat waren om alle interne structuren te detecteren. De aanduiding D is van de Duitse Dicht Eisen, wat dichte ijzer betekent. Hoewel Widmanstättenpatronen niet gemakkelijk te zien zijn met het blote oog, is een fijne microscopische structuur zichtbaar: kleine taenite kristallen omgeven door laagjes kamacite in een fijne plessitic matrix. Een mooi voorbeeld van een ataxiet is de recent ontdekte meteoriet Gebel Kamil uit Egypte.
