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。
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。
陨石
陨石
球粒陨石
那么,它们究竟是什么样?又是如何形成的?
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。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。
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。
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。
巴林杰陨石坑
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。
狼溪陨石坑
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。
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。
当它减速,最终会使融化的表面层凝固成薄薄的熔壳。在大多数的陨石,这一层是黑色的(一些无球粒陨石的熔壳可能是非常明亮的色彩)。
塔吉什湖陨石
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。
(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。
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-ron meteorites)三大类。
绝大部分陨石都是石陨石,可以分为球粒陨石和无球粒陨石两大类。仅有6%的陨石是铁陨石或混杂着岩石和金属的石铁陨石。
球粒陨石
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。
球粒陨石
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。
碳质球粒陨石
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。
原行星盘
掉落在地球上的陨石有8%是无球粒陨石(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。
坎伯兰瀑布无球粒陨石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。
澳大利亚无球粒陨石
无球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。
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。
Tamentit铁陨石
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。
Murnpeowie铁陨石
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。
橄榄陨铁
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。
中陨铁
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。
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。
因此,尽管陨石撞击在地球上各处的机率实际上基本相等,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。
陨石撞击坑与坠落陨石不同,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。
铁陨石
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。
Muonionalusta陨石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(Příbram)陨石。
普利布兰陨石
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。
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。
罗斯福县陨石(图源@meteoritegallery )
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,有更多尚未完成分类的。
南极陨石
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。
澳洲陨石
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。
利比亚陨石
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。
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。
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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