陨石坑|天外来客,陨石的秘密!
作为独特的天外来客 ,
每年都有大量的陨石
降临到地球表面 。
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(图源@CHRIS BUTLER/SCIENCE SOURCE)
它们绚丽夺目地划过天空 。
掉落地面的场景多种多样 ,
成分也各不相同 。
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陨石(图源@MAINE MINERAL AND GEM MUSEUM)
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陨石(图源@James Hyslop)
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球粒陨石(图源@space-facts)
那么 , 它们究竟是什么样?
又是如何形成的?
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(图源@Giphy)
01
陨石是起源于外太空某一物体
并坠落在地面的固体碎片 。
【陨石坑|天外来客,陨石的秘密!】如彗星、小行星或流星体 ,
在穿过大气层到达行星或
月球表面后幸存下来 。
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大多数流星体在
进入大气层时都会瓦解 ,
估计每年仍有500颗左右 ,
小至弹珠大至篮球的
陨石落在地面上;
但是 , 通常每年只有5至10颗
流星会被发现坠落 ,
并被科学家得知和寻获 。
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(图源@NASA)
少数的陨石够大 ,
可以创造出巨大的撞击坑;
相对的 , 其它的陨石
则因为不够大 ,
坠地时都已经达到终端速度 ,
最多只能创造出一个小坑洞 。
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巴林杰陨石坑(图源@NASA)
地球上最常见到的超高速撞击 ,
是由最容易穿越大气层的
铁陨石造成的 。
典型的撞击坑包括
巴林杰陨石坑、
奥德萨陨石坑和
狼溪陨石坑等 , 在这些陨石坑
都发现相关联的铁陨石 。
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狼溪陨石坑(图源@Keraunoscopia)
相较之下 , 够大的石质流星体
或像彗星这样的冰雪球或小行星 ,
即使重量达到数百万公吨 ,
在进入和通过大气层时 ,
依然会被破坏而不会留下撞击坑 ,
著名的通古斯爆炸事件
可能就属于这种瓦解事件 。
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通古斯大爆炸地区
流星体在进入
大气层的过程中会被加热 ,
它的表面会融化和
经历烧蚀的体验 。
在这个过程中 , 它们可以
被雕塑成各种不同的形状 。
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当它减速 , 最终会使
融化的表面层凝固成薄博的熔壳 。
在大多数的陨石 ,
这一层是黑色的
(一些无粒陨石的熔壳
可能是非常明亮的色彩) 。
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塔吉什湖陨石(图源@Nicole Mortillaro)
流星体在大气层中碎裂 ,
有可能形成陨石雨 ,
落下的陨石从几颗到
几千颗都有可能 。
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(图源@britannica)
这些陨石雨坠落的区域
被称为散布区 ,
通常是椭圆的形状 ,
长轴的方向与
流星飞行的方向平行 。
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Bassikounou陨石雨分布椭圆(图源@Dr. Svend Buhl)
02
陨石通常可以分为石陨石
(stony meteorites)、
铁陨石(iron meteorites)
和石铁陨石(stony-
iron meteorites)三大类 。
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绝大部分陨石都是石陨石 ,
可以分为球粒陨石和
无粒陨石两大类 。
仅有6%的陨石是铁陨石或
混杂着岩石和
金属的石铁陨石 。
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球粒陨石(图源@Didier Descouens)
坠落在地球上的陨石
有86%是球粒陨石 ,
它们因为含有
圆形的小颗粒而得名 。
这些颗粒 , 或陨石球粒 ,
的主要成分是在太空中自由漂浮时
被熔化过的硅酸盐矿物 。
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球粒陨石(图源@H. Raab)
有些类型的球粒陨石
也包含少量的有机物质 ,
包括氨基酸和太阳前颗粒 。
球粒陨石通常有45.5亿岁的年龄 ,
被认为是来自小行星带中
未能结合成大天体的物质 。
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碳质球粒陨石(图源@H. Raab)
像彗星一样 , 球粒的小行星
是太阳系中最早和
最原始的质点 。
球粒陨石常被称为
行星构造的基材 。
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原行星盘(图源@ NASA)
掉落在地球上的陨石
有8%是无粒陨石
(意味着它们不包含球粒) ,
其中一些类似于地球上的
镁铁质火成岩 。
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坎伯兰瀑布无粒陨石(图源@Claire H.)
大多数的无球粒陨石
也是古老的岩石 ,
并且被认为是已经被分化的
小行星地壳物质 。
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澳大利亚无粒陨石(图源@H. Raab)
无粒陨石的一个大家族
(HED陨石)的母体
可能源自灶神星族 ,
然而这种说法尚有争议;
其他的则衍生自不同的小行星 。
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HED陨石(图源@Marcoaliaslama )
大约5%的坠落陨石
是铁镍合金共生的铁陨石 。
铁陨石中含有90%的铁 ,
8%的镍 。 它的外表裹着一层
黑色或褐色的1毫米厚的
氧化层 , 叫熔壳 。
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Tamentit铁陨石(图源@Ji-Elle)
外表上还有许多
大大小小的圆坑称为气印 。
此外还有形状各异的沟槽 ,
被称为熔沟 。
这些都是由于它们有陨落过程中
与大气剧烈摩擦燃烧而形成的 。
铁陨石的切面与
纯铁一样 , 很亮 。
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Murnpeowie铁陨石(图源@James St. John)
石铁陨石构成剩余的1% ,
是铁镍金属和
硅酸盐矿物的混合物 。
其中一种是橄榄陨铁 ,
被认为是撞击有铁核心天体的
铁核边界所产生的陨石;
另一种是中陨铁 。
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橄榄陨铁(图源@Doug Bowman)
因此 , 鉴定一块样品是否为陨石 ,
可以从以下几方面考虑:
外表熔壳、表面气印、
内部金属、磁性和比重 。
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中陨铁(图源@Brocken Inaglory)
03
被观察到穿越大气层或
撞击地球的陨石称为坠落陨石 ,
其它的陨石都称为发现陨石 。
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大多数坠落陨石都是因为
肉眼观察到火流星 ,
或是在地面上确实发现
陨石撞击坑 ,
甚至两者都有 。
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因此 , 尽管陨石撞击在
地球上各处的几率
实际上基本相等 ,
但经过验证的坠落陨石
倾向于集中在
人口密度较高的地区 。
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陨石撞击坑(图源@Jim Tome)
与坠落陨石不同 ,
直到20世纪 , 发现陨石
只有数百颗被寻获 ,
其中80%是铁陨石和
石铁陨石 , 成分很容易和
当地的岩石区分出来 。
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铁陨石(图源@Meteoritekid)
目前发现的最古老陨石
是瑞典Muonionalusta铁陨石 ,
100万年前落于地球上 ,
因靠近北极圈 ,
曾经历了4次冰期 ,
切片呈漂亮的纵横交错的
维氏台登结构 。
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Muonionalusta陨石(图源@R. Tanaka)
一些坠落陨石可以被
自动观测的摄影机观测到 ,
并经过计算坠落点的位置因而寻获 ,
如1959年坠落在
捷克斯洛伐克的
普利布兰(P íbram)陨石 。
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普利布兰陨石(图源@Packa)
阜康陨石是于2000年
在中国新疆维吾尔自治区的
阜康附近山中发现的 。
这块陨石分类为橄榄石铁陨石 ,
有着美丽的橄榄石结晶 。
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阜康陨石(图源@Wolfgang Sauber )
1960年代末期 ,
人们发现美国西南方的
新墨西哥州罗斯福县
是寻找陨石的好场所 ,
从1967年起 , 在这个地区
发现的陨石总共约有140颗 。
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罗斯福县陨石(图源@meteoritegallery )
在南极州 , 同样有
大量陨石被发现 。
自1974年以来 ,
在世界各国南极陨石搜索计划
总计找到的陨石标本之中 ,
有超23000颗已完成分类 ,
还有更多尚未完成分类的 。
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南极陨石(图源@ NASA)
在冰冻荒芜的南极
发现大量陨石的同时 ,
搜集者发现在高温的
澳洲沙漠也能找到许多的陨石 。
自1971年至今 ,
在有系统的搜寻下 ,
已经找到超过500颗陨石 。
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澳洲陨石(图源@AUSTRALIAN MUSEUM )
在1986-87年 ,
一组在利比亚东南方约100千米
(62英里)的多罗沙漠
安装探勘石油地震站网的德国团队 ,
在平原上发现了65颗陨石 。
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利比亚陨石(图源@ collectingmeteorites)
而在阿曼地区的
砾石平原和沙漠中 ,
迄2009年中已经发现了
5000颗陨石 。
其中还包括了大量的
月球陨石和来自火星的
火星的陨石 。
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阿曼地区陨石(图源@omanobserver )
陨石促成了人类的产生 ,
由于陨石的影响 ,
促进了生物的产生、进化和发展 ,
但陨石也会带来
毁灭人类的危害性 。
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神秘而美丽的陨石
下一次究竟会何时光临 ,
只能由事实去证明一切了!
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(图源@thecollectorscatalog)
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参考资料:
[1]Rubin A E . Mineralogy of meteorite groups[J]. Meteoritics & Planetary ence, 1997, 32(2):231-247.
[2] Huss, G. Presolar diamond, SiC, and graphite in primitive chondrites: Abundances as a function of meteorite class and petrologic type[J]. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 1995, 59(1):115-160.
[3] Jarosewich, Eugene. Chemical analyses of meteorites: A compilation of stony and iron meteorite analyses[J]. Meteoritics & Planetary ence, 2012, 25(4):323-337.
[4] Basu A R , Petaev M I , Poreda R J , et al. Chondritic Meteorite Fragments Associated with the Permian-Triassic Boundary in Antarctica[J]. ence, 2003, 302(5649):1388-1392.
[5] Nguyen A N , Zinner E . Discovery of Ancient Silicate Stardust in a Meteorite[J]. ence, 2004, 303(5663):1496-1499.
NASA、YouTube、AUSTRALIAN MUSEUM 、维基百科、搜狐、百度百科等
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