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카마사이트

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목차

1. 개요

카마사이트는 톰슨 구조와 높은 밀도를 특징으로 하는 운석에서 발견되는 광물이다. 불투명하고 금속 광택을 가지며, 니켈 함량에 따라 테나이트와 함께 나타나며 플레시트를 형성한다. 카마사이트는 주로 운석에서 발견되며, 톰슨 구조는 운석이 냉각되는 과정에서 생성된다. 또한, 충격 효과 및 결정학적 특성을 통해 운석의 충격 이력을 파악하는 데 사용된다. 카마사이트는 박물관, 대학교에서 표본으로 소장되며, 소행성 채굴을 통해 경제적 가치를 가질 가능성도 있다.

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카마사이트
일반 정보
위드만슈테텐 구조, 카마사이트와 태나이트의 형태를 보여줌
위드만슈테텐 구조, 카마사이트와 태나이트의 형태를 보여줌
분류운석 광물
화학식α-(Fe,Ni); Fe00.9Ni00.1
분자량56.13 g/mol
스트룬츠 분류1.AE.05
결정계등축정계
공간군Imm
결정족육팔면체 (mm)
헤르만-마우귄 표기법(4/m 2/m)
색철흑색, 강철회색
결정형괴상 - 구별하기 어려운 결정들이 큰 덩어리를 형성
쪼개짐불분명
깨짐톱니 모양 - 찢어진 듯한 표면 (예: 금속 파괴)
모스 굳기계4
광택금속 광택
조흔색회색
비중7.9
기타 특징비방사성, 자성, 비형광성
어원
어원독일 광물학자 마테우스 폰 카마츠(Matthäus von Kamatz)에서 유래
물리적 특성
크기convert|92|*|54|*|23|cm|in|abbr=on

2. 물리적 특성

카마사이트는 톰슨 구조와 극도로 높은 밀도를 포함한 여러 독특한 물리적 특성을 가지고 있다.

카마사이트는 불투명하고 금속 광택을 띠며, 표면은 일반적으로 다양한 회색 음영의 줄무늬나 "퀼팅" 패턴을 나타낸다.[7] 모스 경도 척도에서 일반적으로 4의 경도를 가지지만, 충격 등 다양한 요인에 의해 경도가 변할 수 있다.[7] 밀도는 7.9g/cm3이며, 거대한 결정 습성을 가지지만 자연 상태에서는 개별 결정 구분이 어렵다. 벽개면이 없어 깨진 면은 거칠고, 자성을 띠며 등축정계이므로 광학적으로 등방성을 보인다.

카마사이트는 테나이트와 함께 나타나며, 이 두 광물이 혼합된 영역은 플레시트라고 불린다.[8] 테나이트는 카마사이트보다 니켈 함량이 높아(테나이트: 12~45wt.%, 카마사이트: 5~12wt.%) 면심 입방 구조를 가지는 반면, 카마사이트는 철 함량이 높아 체심 입방 구조를 가진다. 이는 니켈과 철의 원자 크기는 비슷하지만, 원자간 자기적 및 양자적 상호 작용이 다르기 때문이다.[9]

유성이 750°C 이하로 냉각되면서 철은 카마사이트 상으로 이동하며 자성을 띤다. 이 과정에서 유성은 비전형적인 열잔류자화를 획득하는데, 이는 지구 지각에서 형성된 철 광물이 실온에서 동일한 자기장 하에 형성된 경우보다 더 높은 자화를 갖게 되는 현상이다. 이는 테나이트가 카마사이트로 냉각됨에 따라 유도되는 화학적 잔류자화 과정에 기인하며, 0.4 외르스텐(Oe)만큼 강한 모든 보통 콘드라이트의 자기장을 설명하는 데 중요한 역할을 한다.[11]

2. 1. 식별

카마사이트는 불투명하며, 표면은 일반적으로 다양한 회색 음영의 줄무늬 또는 "퀼팅" 패턴을 나타낸다. 금속 광택을 띤다. 카마사이트는 겪은 충격의 정도에 따라 경도가 달라질 수 있지만, 일반적으로 모스 경도 척도에서 4를 나타낸다.[7] 충격은 카마사이트의 경도를 증가시키지만, 카마사이트의 경도가 증가할 수 있는 수많은 다른 이유가 있기 때문에 충격 이력을 결정하는 데 100% 신뢰할 수 있는 것은 아니다.[7]

카마사이트는 7.9g/cm3의 측정 밀도를 갖는다. 거대한 결정 습성을 가지고 있지만, 일반적으로 자연 상태에서는 개별 결정을 구별하기 어렵다. 카마사이트에는 벽개면이 없어 깨진 면이 거친 파면을 보인다. 자성을 띠며 등축정계이므로 광학적으로 등방성을 보인다.

카마사이트는 테나이트와 함께 나타나며, 카마사이트와 테나이트가 혼합된 영역은 플레시트라고 한다.[8]

테나이트는 카마사이트보다 니켈(12~45wt. % Ni)을 더 많이 함유하고 있다(카마사이트는 5~12wt. % Ni). 니켈 함량의 증가는 테나이트가 면심 입방 단위 세포를 갖도록 하는 반면, 카마사이트의 철 함량이 높기 때문에 체심 입방 단위 세포를 갖는다. 이러한 차이는 니켈과 철의 크기는 비슷하지만 원자간 자기적 및 양자적 상호 작용이 다르기 때문에 발생한다.[9]

2. 2. 테나이트와의 관계

카마사이트는 테나이트와 함께 나타나며, 이 두 광물이 혼합된 영역은 플레시트라고 불린다.[8]

테나이트는 카마사이트보다 니켈 함량이 높은데(테나이트: 12~45wt.%, 카마사이트: 5~12wt.%), 이 차이로 인해 테나이트는 면심 입방 구조를, 카마사이트는 체심 입방 구조를 가진다. 이는 니켈과 철의 원자 크기는 비슷하지만, 원자간 자기적 및 양자적 상호 작용이 다르기 때문이다.[9]

테나이트는 카마사이트-테나이트 고용체에서 니켈이 풍부한 쪽 끝에 해당한다. 테나이트는 지구에서도 자연적으로 발견되지만, 카마사이트는 우주에서 온 경우에만 지구에서 발견된다. 카마사이트가 형성될 때 니켈이 주변으로 빠져나가 테나이트를 형성한다. 카마사이트와 테나이트의 결정 구조 차이로 인해 이들이 접촉할 때 복잡한 각도가 형성되며, 이는 톰슨 구조에서 거시적으로 나타난다. 이러한 관계 때문에 아탁사이트, 육면체 운석, 팔면체 운석이라는 용어가 사용된다.

육면체 운석과 팔면체 운석은 운석이 결정면을 따라 부서지거나 톰슨 구조를 강조하기 위해 가공될 때 주로 나타나기 때문에, 많은 경우 처음에 아탁사이트로 오인되기도 한다.[8][17]

2. 2. 1. 사방정계 상

X선 분말 시험과 현미경 관찰을 통해 사방정계 상의 증거가 발견되었다. 두 개의 운석을 시험한 결과, "입방 또는 육방정계 단위 세포를 기반으로는 할 수 없지만 사방정계 단위 세포를 기반으로 지수화할 수 있는" d값을 얻었다.[9] 이는 철의 육방정계 다형체인 e-철일 것으로 추정된다.

2. 3. 톰슨 구조 (비드만슈테텐 구조)

톰슨 구조는 비드만슈테텐 구조라고도 불리며, 카마사이트를 포함하는 운석에서 자주 관찰되는 질감이다. 이들은 보통 카마사이트와 테나이트가 교대로 나타나는 띠를 형성한다. 1804년, 윌리엄 톰슨은 질산()으로 표본을 세척한 후 예상치 못한 기하학적 패턴을 발견했다. 그는 프랑스 학술지에 자신의 관찰 내용을 발표했지만, 나폴레옹 전쟁 때문에 당시 운석 연구를 많이 진행하던 영국 과학자들은 그의 연구를 발견하지 못했다. 4년 후인 1808년, 같은 화학적 식각 패턴이 알로이스 폰 베크 비드만슈테텐 백작에 의해 발견되었는데, 그는 철 운석을 가열하던 중 카마사이트와 테나이트의 서로 다른 산화 속도로 인해 발생하는 기하학적 패턴을 발견했다.[10] 비드만슈테텐은 동료들에게 이 패턴에 대해 편지로 알렸고, 대부분의 문헌에서 비드만슈테텐 구조라고 불리게 되었다.

톰슨 구조(비드만슈테텐 구조)는 운석이 냉각되면서 생성된다. 고온에서는 철과 니켈 모두 면심 격자를 갖는다. 운석이 형성될 때 처음에는 완전히 용융된 테나이트 (1500°C 이상) 상태로 시작하며, 723°C 이하로 냉각되면 합금의 주요 준안정 상이 테나이트로 변하고 카마사이트가 석출되기 시작한다. 톰슨 구조가 형성되는 시기는 운석이 723°C 이하로 냉각되는 이 구간이며, 온도, 압력 및 운석의 조성에 크게 영향을 받을 수 있다.[8]

테나이트는 카마사이트-테나이트 고용체의 니켈이 풍부한 종말 구성원이다. 테나이트는 지구에서 자연적으로 발생하지만, 카마사이트는 우주에서 온 경우에만 지구에서 발견된다. 카마사이트는 형성되면서 테나이트를 형성하고 주변 영역으로 니켈을 배출하며, 이 영역이 테나이트를 형성한다. 카마사이트 격자의 면심 입방 구조와 니켈 격자의 체심 입방 구조로 인해 두 물질이 서로 접촉할 때 복잡한 각도를 형성한다. 이러한 각도는 톰슨 구조에서 거시적으로 나타난다. 또한 이러한 관계 때문에 아탁사이트, 육면체 운석, 팔면체 운석이라는 용어가 사용된다. 아탁사이트는 육면체 또는 팔면체 구조를 뚜렷하게 나타내지 않는 운석을 지칭한다. 니켈 6wt% 이하로 구성된 운석은 카마사이트의 결정 구조가 등축정계이면서 운석이 입방체를 이루기 때문에 종종 육면체 운석이라고 불린다. 마찬가지로, 운석이 면심 입방 구조의 테나이트에 의해 지배될 경우, 테나이트의 팔면체 결정 경계에서 카마사이트가 용리되어 운석이 팔면체로 보이게 되므로 팔면체 운석이라고 불린다. 육면체 운석과 팔면체 운석은 운석이 결정면을 따라 부서지거나 톰슨 구조를 강조하기 위해 준비될 때만 나타나기 때문에 많은 경우 처음에는 아탁사이트로 잘못 불린다.[8][17]

2. 4. 광학적 특성

카마사이트는 불투명하며, 표면은 일반적으로 다양한 회색 음영의 줄무늬 또는 "퀼팅" 패턴을 나타낸다. 금속 광택을 띤다.[7] 등축정계이므로 광학적으로 등방성을 보인다.

카마사이트는 불투명하며 반사광 현미경으로만 관찰할 수 있다. 등축정계에 속하므로 등방성 거동을 보인다.

2. 5. 자기적 특성

카마사이트는 불투명하며, 표면은 일반적으로 다양한 회색 음영의 줄무늬 또는 "퀼팅" 패턴을 나타낸다. 금속 광택을 띠며, 겪은 충격의 정도에 따라 경도가 달라질 수 있지만, 일반적으로 모스 경도 척도에서 4를 나타낸다.[7] 카마사이트의 경도는 충격 외에도 다양한 요인에 의해 증가할 수 있으므로, 경도만으로 충격 이력을 100% 신뢰하여 판단하기는 어렵다.

카마사이트는 7.9g/cm3의 밀도를 가지며, 거대한 결정 습성을 보인다. 하지만 자연 상태에서는 개별 결정을 구별하기 어렵다. 벽개면이 없어 깨진 면은 거친 파면을 보인다. 자성을 띠며 등축정계이므로 광학적으로 등방성을 나타낸다.

카마사이트는 테나이트와 함께 나타나며, 이 둘이 혼합된 영역은 플레시트라고 불린다.[8] 테나이트는 카마사이트보다 니켈이 더 많이 함유(12~45wt. %)되어 있고(카마사이트는 5~12wt. % Ni), 이로 인해 테나이트는 면심 입방 단위 세포를 갖는 반면, 카마사이트는 철 함량이 높아 체심 입방 단위 세포를 갖는다. 이러한 차이는 니켈과 철의 크기는 비슷하지만 원자간 자기적 및 양자적 상호 작용이 다르기 때문에 발생한다.[9]

유성이 750°C 이하로 냉각되면서 철은 카마사이트 상으로 이동하며 자성을 띠게 된다. 이 과정에서 유성은 비전형적인 열잔류자화를 획득하는데, 이는 지구 지각에서 형성된 철 광물이 실온에서 동일한 자기장 하에 형성된 경우보다 더 높은 자화를 갖게 되는 현상이다. 이는 테나이트가 카마사이트로 냉각됨에 따라 유도되는 화학적 잔류자화 과정에 기인한다. 특히, 이 현상은 0.4 외르스텐(기호 Oe)만큼 강한 것으로 밝혀진 모든 보통 콘드라이트의 자기장을 설명하는 데 중요한 역할을 한다.[11]

3. 결정학

카마사이트는 체심 입방 단위 세포를 가진 입방정계 광물이다. 일반적으로 큰 결정으로 발견되지 않지만, 기록된 가장 큰 카마사이트 결정은 92cm × 54cm × 23cm였다.[12]

3. 1. 대칭

카마사이트는 등축정계 육팔면체 결정을 형성하며, 이는 결정에 많은 대칭 요소를 갖게 한다. 카마사이트는 헤르만-모갱 표기법에서 4/m32/m 부류에 속하며, 이는 3개의 4회 회전축, 4개의 3회 회전축, 6개의 2회 회전축, 그리고 9개의 거울면을 갖는다는 의미이다. 카마사이트는 공간군 Fm3m을 갖는다.

3. 2. 단위 세포

카마사이트는 7.9g/cm3의 측정 밀도를 갖는다. 거대한 결정 습성을 가지고 있지만, 일반적으로 자연 상태에서는 개별 결정을 구별하기 어렵다. 카마사이트에는 벽개면이 없어 깨진 면이 거친 파면을 보인다. 카마사이트는 자성을 띠며 등축정계이므로 광학적으로 등방성을 보인다.[7]

테나이트는 카마사이트보다 니켈(12~45wt. % Ni)을 더 많이 함유하고 있다(카마사이트는 5~12wt. % Ni).[8] 니켈 함량의 증가는 테나이트가 면심 입방 단위 세포를 갖도록 하는 반면, 카마사이트의 철 함량이 높기 때문에 체심 입방 단위 세포를 갖는다. 이러한 차이는 니켈과 철의 크기는 비슷하지만 원자간 자기적 및 양자적 상호 작용이 다르기 때문에 발생한다.[9] 카마사이트는 α-(Fe, Ni)의 반복적인 단위, 로 구성되며, 이는 a = 8.603 Å, Z = 54 Å; V = 636.72 Å3의 단위 셀 치수를 갖는다. 영가 철(금속 Fe0) 원자 간의 자기적 및 양자적 상호 작용으로 인해 카마사이트는 체심 격자를 갖게 된다.

4. 화학 조성

카마사이트는 α-(Fe, Ni)의 반복 단위로 구성되어 있으며, 철(Fe)과 니켈(Ni)이 주성분이다. 철과 니켈은 모두 원자가 0 (Fe0 및 Ni0)이며, 이는 철 운석에서 흔히 발견되는 금속 원소이다.[9] 일반적으로 철 90%, 니켈 10%로 구성되지만, 철 95%, 니켈 5%의 비율을 가질 수도 있다.

카마사이트는 테나이트와 함께 나타나며, 이 둘이 혼합된 영역은 플레시트라고 불린다.[8] 카마사이트는 테나이트보다 니켈 함량이 낮다(카마사이트 5~12wt.%, 테나이트 12~45wt.%).[9]

주요 미량 원소로는 갈륨, 게르마늄, 코발트, 구리, 크롬 등이 있다.[13] 특히 코발트 함량(0.25%~0.77%)이 주목할 만하다.[13] 질량 분석법에 따르면, 카마사이트는 상당량의 백금(평균 16.31 μg/g), 이리듐(평균 5.40 μg/g), 오스뮴(평균 3.89 μg/g), 텅스텐(평균 1.97 μg/g), 금(평균 0.75 μg/g), 레늄(평균 0.22 μg/g)을 포함하고 있다.[14]

카마사이트는 금속 광택을 띠며, 일반적으로 회색 음영의 줄무늬나 "퀼팅" 패턴을 나타낸다. 모스 경도는 4이며,[7] 밀도는 7.9g/cm3이다. 벽개면이 없어 깨진 면은 거칠다. 자성을 띠며 등축정계이므로 광학적으로 등방성을 보인다.

카마사이트의 황화는 실험실 조건에서 연구되었으며, 단일 황화물 고용체(), 펜틀란다이트 상(), 그리고 P가 풍부한 상의 세 가지 뚜렷한 상을 생성하는 것으로 나타났다.[15] 카마사이트는 토킬리나이트()로 변하기도 하는데, 이는 운석의 변질 정도를 파악하는 데 유용하다.[16]

4. 1. 화학식 및 주요 원소

카마사이트는 α-(Fe, Ni)의 반복 단위로 구성되어 있으며, 의 조성을 갖는다. 여기서 철과 니켈은 모두 원자가 0(Fe0 및 Ni0)이며, 이는 철 운석에서 흔히 발견되는 금속 원소이다.[9] 미량 원소를 제외하면 일반적으로 90%의 철과 10%의 니켈로 구성된 것으로 간주되지만, 철 95%와 니켈 5%의 비율을 가질 수도 있다. 따라서 철은 카마사이트 샘플에서 지배적인 원소이다. 카마사이트는 데이나 분류 및 니켈-스트룬츠 분류 시스템 모두에서 자연 원소에 속한다.[9]

카마사이트는 테나이트와 함께 나타나며, 카마사이트와 테나이트가 혼합된 영역은 플레시트라고 한다.[8] 테나이트는 카마사이트보다 니켈(12~45wt. % Ni)을 더 많이 함유하고 있다(카마사이트는 5~12wt. % Ni).[9]

4. 2. 생성 조건

카마사이트는 약 723°C에서 형성되기 시작하며, 이때 철은 면심 입방 구조에서 체심 입방 구조로 분리되는 반면, 니켈은 면심 입방 구조를 유지한다. 이를 수용하기 위해 철 농도가 높은 영역이 형성되기 시작하여 니켈을 주변 영역으로 밀어내는데, 이로 인해 니켈 종말 구성원인 테나이트가 생성된다.

4. 3. 미량 원소

카마사이트의 주요 미량 원소는 갈륨, 게르마늄, 코발트, 구리, 크롬이다. 니켈 함량은 5.26%에서 6.81%까지, 코발트 함량은 0.25%에서 0.77%까지 변동하며, 특히 코발트가 주목할 만하다.[13] 이러한 미량 원소들은 모두 금속이며, 카마사이트-테나이트 경계 부근에 존재하여 운석 형성 환경에 대한 중요한 단서를 제공한다. 질량 분석법에 따르면 카마사이트는 상당량의 백금 (평균 16.31 μg/g), 이리듐 (평균 5.40 μg/g), 오스뮴 (평균 3.89 μg/g), 텅스텐 (평균 1.97 μg/g), 금 (평균 0.75 μg/g), 레늄 (평균 0.22 μg/g)을 포함하고 있다.[14] 특히 상당량의 코발트와 백금이 주목할 만하다.

4. 4. 중요 부성분, 치환, 고용체

카마사이트는 불투명하며, 표면은 일반적으로 다양한 회색 음영의 줄무늬 또는 "퀼팅" 패턴을 나타낸다. 금속 광택을 띤다. 겪은 충격의 정도에 따라 경도가 달라질 수 있지만, 일반적으로 모스 경도 척도에서 4를 나타낸다.[7]

7.9g/cm3의 측정 밀도를 갖는다. 거대한 결정 습성을 가지고 있지만, 일반적으로 자연 상태에서는 개별 결정을 구별하기 어렵다. 벽개면이 없어 깨진 면은 거친 파면을 보인다. 자성을 띠며 등축정계이므로 광학적으로 등방성을 보인다.

테나이트와 함께 나타나며, 카마사이트와 테나이트가 혼합된 영역은 플레시트라고 한다.[8]

테나이트는 카마사이트보다 니켈(12~45wt. % Ni)을 더 많이 함유하고 있다(카마사이트는 5~12wt. % Ni). 니켈 함량의 증가는 테나이트가 면심 입방 단위 세포를 갖도록 하는 반면, 카마사이트의 철 함량이 높기 때문에 체심 입방 단위 세포를 갖는다. 이러한 차이는 니켈과 철의 크기는 비슷하지만 원자간 자기적 및 양자적 상호 작용이 다르기 때문에 발생한다.[9]

카마사이트의 황화는 실험실 조건에서 실험적으로 수행되었다. 황화는 단일 황화물 고용체(), 펜틀란다이트 상(), 그리고 P가 풍부한 상의 세 가지 뚜렷한 상을 생성했다. 이는 태양 성운과 일치하는 조건을 구성하기 위해 실험실에서 수행되었다. 이 정보를 통해 초기 태양계의 열역학적, 운동적, 물리적 조건에 대한 정보를 추출할 수 있을 것이다. 이는 운석 내 많은 황화물이 불안정하고 파괴되었기 때문에 여전히 추측에 불과하다.[15] 카마사이트는 또한 토킬리나이트()로 변한다. 이는 운석 전체가 얼마나 많이 변했는지에 대한 단서를 제공하는 데 유용하다. 카마사이트가 토킬리나이트로 변하는 것은 광물 현미경, 주사 전자 현미경 및 전자 마이크로프로브 분석을 통해 확인할 수 있다. 이를 통해 연구자들은 시료에서 발생한 변화의 양을 쉽게 지표화할 수 있다. 이 지표는 변질이 뚜렷하지 않은 운석의 다른 영역을 분석할 때 나중에 참조될 수 있다.[16]

5. 안정 범위

카마사이트는 723°C 미만[8] 또는 600°C(Stacey and Banerjee, 2012)[11]에서만 안정적인데, 이는 철이 체심 입방 구조로 배열될 만큼 충분히 차가워지는 온도이기 때문이다. 또한 카마사이트는 우주에서만 형성되기 때문에 낮은 압력에서만 안정적이라고 추정할 수 있다.[8]

6. 충격 효과

금속조직학 및 X선 회절은 운석의 충격 이력을 결정하기 위해 카마사이트에 사용할 수 있다. 경도를 사용하여 충격 이력을 결정하는 실험이 있었지만 신뢰성이 너무 낮다는 것이 밝혀졌다. 비커스 경도 시험을 여러 카마사이트 샘플에 적용한 결과 충격을 받은 운석은 160kg/mm–170kg/mm의 값을 갖는 것으로 나타났고, 충격을 받지 않은 운석은 최대 244kg/mm의 값을 가질 수 있다.[7] 충격은 금속조직학 및 X선 회절 기술을 사용하여 측정할 수 있는 독특한 철 변환 구조를 유발한다. 금속조직학 및 X선 회절 기술을 사용하여 충격 이력을 결정한 결과, 지구에서 발견된 운석의 49%가 충격의 증거를 포함하고 있는 것으로 밝혀졌다.

7. 지질학적 산출

카마사이트는 지구의 모든 대륙과 화성에서 발견되었다.[18] 카마사이트는 높은 온도와 낮은 압력, 그리고 산소와 같이 반응성이 적은 다른 원소들이 필요한 환경에서 생성되기 때문에 주로 운석에서 발견된다.

7. 1. 운석

카마사이트는 주로 운석과 관련이 있는데, 이는 높은 온도, 낮은 압력, 그리고 산소와 같이 반응성이 적은 다른 원소들이 필요하기 때문이다. 콘드라이트 운석은 콘드룰의 존재를 기준으로 여러 그룹으로 나눌 수 있다. 주요 유형에는 엔스타타이트 콘드라이트, 탄소질 콘드라이트, 그리고 보통 콘드라이트가 있다. 보통 콘드라이트는 지구에서 발견되는 가장 흔한 유형의 운석으로, 기록된 모든 운석의 85%를 차지한다.[17] 보통 콘드라이트는 세 가지 다른 기원에서 유래한 것으로 여겨지며, LL, L, H의 세 가지 유형으로 나뉜다. LL은 낮은 철 함량과 낮은 금속 함량을, L은 낮은 철 함량을, H는 높은 철 함량을 의미한다. 모든 보통 콘드라이트는 H 콘드라이트에서 LL 콘드라이트로 갈수록 감소하는 카마사이트 함량을 포함한다.[19]

카마사이트는 중간석 및 E 콘드라이트와 같이 흔하지 않은 운석에서도 발견된다. E 콘드라이트는 주로 엔스타타이트로 구성된 콘드라이트로, 지구에 떨어지는 운석의 2%를 차지한다. E 콘드라이트는 보통 콘드라이트와는 완전히 다른 기원 암석을 가지고 있다.[17] E 콘드라이트에서 카마사이트를 분석한 결과, 일반적으로 평균보다 적은 니켈을 함유하고 있는 것으로 나타났다.[20]

7. 2. 존재량

카마사이트는 우주에서만 생성되고 지구에서는 운석에서만 발견되기 때문에 지구에서의 존재량은 매우 낮다. 태양계 밖에서의 존재량은 결정하기 어렵다. 카마사이트의 주요 구성 요소인 철은 우주에서 여섯 번째로 풍부한 원소이며, 일반적으로 금속으로 간주되는 원소 중 가장 풍부하다.[21]

8. 특정 사례

카마사이트는 화성과 같은 외계 천체에서도 발견된다. 화성 탐사 로버(MER) 오퍼튜니티는 화성에서 카마사이트를 발견했는데, 이는 화성에서 기원한 것이 아니라 운석에 의해 그곳에 놓여진 것으로 밝혀졌다. 이 카마사이트는 지구에서 매우 희귀한 중석철운석 종류에 속한다는 점에서 학계의 관심을 받았다.[23]

8. 1. 애리조나 메테오 크레이터

카마사이트는 미국 애리조나주 메테오 크레이터에서 발견되어 연구되었다. 메테오 크레이터는 지구상에서 최초로 확인된 운석 충돌구였으며, 1950년대까지 보편적으로 인정받지 못했다. 1960년대 미국 지질조사소는 현장 주변에서 수집한 표본에서 카마사이트를 발견하여 이 광물을 운석과 연관시켰다.[22]

8. 2. 행성

카마사이트는 주로 운석에서 형성되지만 화성과 같은 외계 천체에서도 발견된다. 이는 화성 탐사 로버(MER) 오퍼튜니티에 의해 발견되었다. 카마사이트는 화성에서 기원한 것이 아니라 운석에 의해 그곳에 놓여졌다. 이는 비교적 덜 알려진 중석철운석 종류의 운석에 속한다는 점에서 특히 흥미로웠다. 중석철운석은 지구에서 매우 희귀하며, 화성에서의 발생은 더 큰 기원암의 기원에 대한 단서를 제공한다.[23]

9. 활용

카마사이트는 희귀하고 일반적으로 외관이 칙칙하여 개인 수집가들 사이에서는 인기가 없다. 그러나 많은 박물관과 대학교에서 카마사이트 표본을 소장하고 있다. 일반적으로 카마사이트 표본은 톰슨 구조를 드러내기 위해 연마와 산 처리를 거쳐 준비된다. 표본 준비에는 톰슨이 질산을 사용했던 것처럼 용매에 세척하여 톰슨 구조를 나타내는 과정이 포함된다.[1] 그런 다음 광택이 나도록 심하게 연마한다. 이 과정을 거치면 카마사이트가 테나이트보다 약간 더 어둡게 보여 쉽게 구별할 수 있다.[1]

카마사이트와 테나이트는 모두 경제적 가치를 지닐 가능성이 있어, 소행성 채굴의 수익성을 높일 수 있다. 하지만, 백금과 금과 같은 원소를 정제하는 데 어려움이 있고, 수익을 얻을 가능성은 상당히 희박하다.[25] 우주 사용을 위한 소행성 채굴은 지구에서 자재를 운송하는 비용이 많이 들기 때문에 더 실용적일 수 있다. 철 운석을 사용하여 우주에서 우주선을 건조할 수 있는데, 미국 항공우주국(NASA)은 이에 대한 예비 계획을 제시했다.[26]

9. 1. 박물관, 대학 및 표본 준비

카마사이트는 희귀하고 일반적으로 외관이 칙칙하기 때문에 개인 수집가들 사이에서는 인기가 없다. 그러나 많은 박물관과 대학교에서 카마사이트 표본을 소장하고 있다. 일반적으로 카마사이트 표본은 톰슨 구조를 드러내기 위해 연마와 산 처리를 거쳐 준비된다. 표본 준비에는 톰슨이 질산으로 했던 것처럼 용매에 세척하여 톰슨 구조를 나타내는 과정이 포함된다.[1] 그런 다음 광택이 나도록 심하게 연마한다. 일반적으로 이 과정을 거친 후 카마사이트가 테나이트보다 약간 더 어둡게 보이기 때문에 쉽게 구별할 수 있다.[1]

9. 2. 미래 전망

카마사이트와 테나이트는 모두 경제적 가치를 지닐 가능성이 있다. 소행성 채굴의 수익성을 높일 수 있는 한 가지 방법은 미량 원소를 채취하는 것이다. 한 가지 어려움은 백금과 금과 같은 원소를 정제하는 것이다. 백금은 1kg당 약 12000USD의 가치를 지니며 (카마사이트에는 백금 16.11 μg/g이 함유되어 있다) 금은 1kg당 약 12000USD의 가치를 지닌다 (카마사이트에는 금 0.52 μg/g이 함유되어 있다). 그러나 수익성 있는 수익을 얻을 가능성은 상당히 희박하다.[25] 우주 사용을 위한 소행성 채굴은 지구에서 자재를 운송하는 데 비용이 많이 들기 때문에 더 실용적일 수 있다. 국제 우주 정거장의 모듈을 다른 임무에서 재사용하려는 현재 계획과 유사하게, 철 운석을 사용하여 우주에서 우주선을 건조할 수 있다. 미국 항공우주국(NASA)은 우주에서 우주선을 건조하기 위한 예비 계획을 제시했다.[26]

참조

[1] 웹사이트 Mineralienatlas https://www.minerali[...]
[2] 웹사이트 Kamacite Mineral Data http://webmineral.co[...]
[3] 웹사이트 International Mineralogical Association (IMA), Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification, IMA Official List of Minerals http://cnmnc.main.jp[...]
[4] 논문 A mass discreditation of GQN minerals 2006
[5] 기타 kamacite OED
[6] 논문 The largest crystals http://www.minsocam.[...]
[7] 논문 Hardness of Kamacite and Shock Histories of 119 Meteorites
[8] 논문 The formation of the kamacite phase in metallic meteorites
[9] 논문 Kamacite and taenite superstructures and a metastable tetragonal phase in iron meteorites
[10] 논문 The discovery and earliest reproductions of the Widmanstatten figures
[11] 서적 The Physical Principles of Rock Magnetism Elsevier
[12] 논문 The largest crystals http://www.minsocam.[...]
[13] 논문 Variations in the content of nickel, gallium, germanium, cobalt, copper and chromium in the kamacite and taenite phases of iron meteorites
[14] 논문 The composition of kamacite in iron meteorites investigated by accelerator mass spectroscopy, neutron activation analysis and analytical electron microscopy
[15] 논문 Kamacite sulfurization in the solar nebula
[16] 논문 A kamacite alteration index for CM chondrites
[17] 서적 Field Guide to Meteors and Meteorites Patrick Moore's Practical Astronomy Series Springer
[18] 웹사이트 NASA - Magnified Look at a Meteorite on Mars https://web.archive.[...] 2020-10-05
[19] 논문 Kamacite and olivine in ordinary chondrites: Intergroup and intragroup relationships
[20] 논문 Studies of kamacite, perryite and schreibersite in E-chondrites and aubrites
[21] 웹사이트 Abundance in the Universe of the elements http://periodictable[...]
[22] 논문 Metallic spheroids from Meteor crater, Arizona
[23] 논문 Santorini, Another Meteorite on Mars and Third of a Kind https://ntrs.nasa.go[...] 2009-03-22
[24] 논문 Micro X-ray diffraction (μXRD): a versatile technique for characterization of Earth and planetary materials
[25] 논문 Near-Earth Asteroid Mining
[26] 뉴스 NASA wants to build huge spacecraft in orbit with robots and 3D printers Gigaom 2013-08-29


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