Stopień szokowy S – petrograficzne oszacowanie opisujące stopień w jakim meteoroid ulegał metamorfizmowi szokowemu. Pewne cechy obserwowane w ziarnach minerałów (głównie oliwinu i plagioklazów) służą do określenia charakteru i wielkości zmian jakim podlegał meteoroid w wyniku wzajemnych zderzeń. Najwyższy stopień zszokowania obserwowany w 25% wskaźnikowych ziarnach służy określeniu stopnia zszokowania. W opisie meteorytu stopień szokowy jest oznaczany literą S i liczbą od 1 do 6. S1 odpowiada brakowi widocznych zmian szokowych, coraz większe liczby wskazują coraz większy poziom zszokowania.

W trakcie swojego żywota w przestrzeni kosmicznej ciała macierzyste chondrytów podlegały licznym zderzeniom. Szok spowodowany wybiciem meteoroidu z powierzchni ciała macierzystego wywiera znaczny wpływ na teksturę meteoroidu, w wyższych stopniach metamorfizmu szokowego powstają nowe wysokociśnieniowe fazy mineralne (maskelynit, ringwoodyt, majoryt, perowskit), tworzą się żyły szokowe (shock veins, melt veins) i kieszenie stopu (melt pockets) ze stopionego materiału [minerals]. Meteoroidy ulegały wielokrotnemu rozbijaniu, lokalnemu stapianiu i ponownej akrecji fragmentów. Analiza obserwacji wskazuje, że zderzenia meteoroidów (planetozymali) odpowiedzialne za obserwowane zmiany szokowe w meteorytach, prawdopodobnie zachodziły pomiędzy ciałami o różnych rozmiarach – na dużą asteroidę spadało mniejsze ciało. Zderzenia dwóch dużych ciał zachodziły stosukowo rzadko, a ponadto ich skutkiem było najczęściej ich rozbicie. Z drugiej strony, kolizja dwóch małych ciał, opadających na siebie pod wpływem grawitacji, nie wywoływała wystarczająco dużych wartości ciśnień i temperatury, potrzebnych do osiągnięcia obserwowanych efektów metamorfizmu szokowego. Często obserwowane zbrekcjowanie chondrytów też nie jest prawdopodobnie wynikiem łączenia się i kumulacji fragmentów małych ciał. Prawdopodobnym scenariuszem jest zatem spadek/kolizja małego asteroidu z dużym ciałem – wyzwolone energie były już wystarczająco duże do wywołania obserwowanych zmian szokowych, powstałe fragmenty ulegało ponownej akrecji na duże ciało, tworząc na jego powierzchni regolit, który w następstwie dalszych kolizji była materiałem tworzącym brekcje.

Pierwszy schemat klasyfikacji stopnia zszokowania dla chondrytów typu L zaproponowali Dodd i Jarosevich w 1979 roku [Dodd+ 1979]. Rozszerzenia tego schematu na wszystkie chondryty zwyczajne i węgliste dokonała w 1991 roku grupa uczonych: D.Stöffler, K.Keil, E.R.D.Scott [Stöffler+ 1991] oraz A.E.Rubin [Rubin+ 1997]. Opracowali oni skalę stopnia zszokowania S opartą na obserwowanych w płytce cienkiej zmianach w kryształach oliwinu i plagioklazu oraz stopniu rozwinięcia żyłek szokowych (shock veins, melt veins) i zbrekcjowania chondrytu. Podstawowym minerałem w ocenie stopnia zszokowania jest oliwin, będący powszechnym minerałem chondrytów zwyczajnych, chondrytów węglistych i ureilitów. Aby włączyć do systemu klasyfikacji chondryty enstatytowe zawierające mało oliwinu, Rubin rozszerzył obserwowane efekty o ubogie w wapń pirokseny, rozszerzono więc minerały wskaźnikowe o ortopirokseny (enstatyt).

  Określanie stopnia szokowego dokonuje się za pomocą mikroskopu polaryzacyjnego przy skrzyżowanych polaryzatorach. Obserwuje się oliwiny i plagioklazy, rzadziej efekty w piroksenach. Najwyższy stopień zszokowania obserwowany w 25% wskaźnikowych ziarnach służy określeniu stopnia zszokowania.

  Obserwowane w chondrytach od stopnia szokowego S3 żyłki szokowe (shock veins), widoczne już gołym okiem na przekrojach meteorytów, jawią się jako sieć drobnych, o różnej grubości włókienek, ciemnej, szklistej substancji wypełniających cały meteoryt, często łączących się w większe twory zwane kieszeniami stopu (melt pockets). Powstały one w wyniku lokalnego stopienia skały na skutek zderzenia i wstrzyknięcia tak powstałego stopu o składzie chondrytowym do powstałych i istniejących szczelin oraz pęknięć. Natomiast szokowe żyłki stopu Fe-Ni spotykanie w chondrytach bogatych w metaliczne żelazo, powstały przy wyższych ciśnieniach (rzędu 25 GPa) i mogą pojawić się dopiero w stopniu szokowym S4. Najciekawsze z naukowego punktu widzenia są meteoryty o najwyższych stopniach szokowych, bo ich bardzo burzliwa historia dostarcza bogatego materiału badawczego.

System klasyfikacji poziomu zszokowania S (stopnia szokowego) Stöffler–Keil–Scott

^† ciśnienie o wartości 1 GPa odpowiada 10000 atmosfer

Schematyczne cechy klasyfikacji stopnia szokowego [Hutchison 2006]

• W wyniku szoku termicznego stop Fe-Ni może ulec podgrzaniu do temperatury 500–800^oC (pole α₂) w wyniku czego powstaje martensyt, który następnie podczas ochłodzenia ulega odmieszaniu przechodząc w plessyt otoczony czasami obwódką taenitową. Metale i siarczki uwięzione w kieszeniach szokowych upłynnione w temperaturze 900^oC (stopnie szokowe S4–6) mogą tworzyć owalne nodule o średnicy do 200 μm [chondrules].

• W stopniu szokowym S2–3 troilit tworzy często duże skupienia krystaliczne o teksturze dendrycznej lub komórkowej.

• Przy ciśnieniach 10–20 GPa powstają liczne zbliźniaczenia troilitu, zaś przy ciśnieniach 35–60 GPa siarczek tworzy drobnoziarniste polikrystaliczne agregaty.

• Efekty szokowe i zwiększanie się stopnia metamorfizmu jest bardzo podobne we wszystkich trzech typach chondrytów zwyczajnych H, L i LL. Co wskazuje na podobną historię zderzeń ich ciał macierzystych. Zróżnicowanie częstości występowania różnych stopni szokowych w różnych typach chondrytów zwyczajnych jest względnie małe, przykładowo w chondrytach typu L dominują stopnie S5 i S6.

• Dla typów petrologicznych 3 występuje niedobór stopni zszokowania S4 do S6, ale jednocześnie ze wzrostem typu petrologicznego zwiększa się udział stopni S4, S5 i S6. Może to sugerować, że bardziej porowate i o luźnej strukturze chondryty typu 3 są mniej podatne na szok ciśnieniowy w porównaniu z bardziej zwartymi chondrytami wyższych typów petrologicznych. Luźna struktura jest swoistą pułapką dla fali szokowej – powoduje jej efektywne rozproszenie nie doprowadzając do lokalnych przetopień.

 • Stopień szokowy S3 jest najczęstszy wśród wszystkich typów petrologicznych chondrytów.

 • Przy ciśnieniach szokowych powyżej 35 GPa (czyli dla stopni S5 i S6) izotopy helu ⁴He i argonu ⁴⁰Ar są kompletnie nieobecne; natomiast dla ciśnień poniżej 10 GPa (czyli dla S1 i S2) nie następowała jeszcze utrata gazów szlachetnych.

Wskaźniki szoku obserwowane w kwarcu {schemat}

Jak wygladają żyłki szokowe można zobaczyć m.in. tu: Markovka.