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天外來客,隕石的秘密

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作為獨特的天外來客,每年都有大量的隕石降臨到地球表面。

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它們絢麗奪目地劃過天空。掉落地面的場景多種多樣,成分也各不相同。

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隕石

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隕石

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球粒隕石

那麼,它們究竟是什麼樣?又是如何形成的?

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01

隕石是起源於外太空某一物體並墜落在地面的固體碎片。如彗星、小行星或流星體,在穿過大氣層到達行星或月球表面後倖存下來。

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大多數流星體在進入大氣層時都會瓦解,估計每年仍有500顆左右,小至彈珠大至籃球的隕石落在地面上;但是,通常每年只有5至10顆流星會被發現墜落,並被科學家得知和尋獲。

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少數的隕石夠大,可以創造出巨大的撞擊坑;相對的,其它的隕石則因為不夠大,墜地時都已經達到終端速度,最多隻能創造出一個小坑洞。

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巴林傑隕石坑

地球上最常見到的超高速撞擊,是由最容易穿越大氣層的鐵隕石造成的。典型的撞擊坑包括巴林傑隕石坑、奧德薩隕石坑和狼溪隕石坑等,在這些隕石坑都發現相關聯的鐵隕石。

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狼溪隕石坑

相較之下,夠大的石質流星體或像彗星這樣的冰雪球或小行星,即使重量達到數百萬公噸,在進入和通過大氣層時,依然會被破壞而不會留下撞擊坑,著名的通古斯爆炸事件可能就屬於這種瓦解事件。

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通古斯大爆炸地區

流星體在進入大氣層的過程中會被加熱,它的表面會融化和經歷燒蝕的體驗。在這個過程中,它們可以被雕塑成各種不同的形狀。

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當它減速,最終會使融化的表面層凝固成薄薄的熔殼。在大多數的隕石,這一層是黑色的(一些無球粒隕石的熔殼可能是非常明亮的色彩)。

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塔吉什湖隕石

流星體在大氣層中碎裂,有可能形成隕石雨,落下的隕石從幾顆到幾千顆都有可能。

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(圖源@britannica)

這些隕石雨墜落的區域被稱為散佈區,通常是橢圓的形狀,長軸的方向與流星飛行的方向平行。

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Bassikounou隕石雨分佈橢圓(圖源@Dr. Svend Buhl)

02

隕石通常可以分為石隕石(stony meteorites)、鐵隕石(iron meteorites)和石鐵隕石(stony-ron meteorites)三大類。

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絕大部分隕石都是石隕石,可以分為球粒隕石無球粒隕石兩大類。僅有6%的隕石是鐵隕石或混雜著巖石和金屬的石鐵隕石。

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球粒隕石

墜落在地球上的隕石有86%是球粒隕石,它們因為含有圓形的小顆粒而得名。這些顆粒,或隕石球粒,的主要成分是在太空中自由漂浮時被熔化過的硅酸鹽礦物。

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球粒隕石

有些類型的球粒隕石也包含少量的有機物質,包括氨基酸和太陽前顆粒。球粒隕石通常有45.5億歲的年齡,被認為是來自小行星帶中未能結合成大天體的物質。

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碳質球粒隕石

像彗星一樣,球粒的小行星是太陽系中最早和最原始的質點。球粒隕石常被稱為行星構造的基材

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原行星盤

掉落在地球上的隕石有8%是無球粒隕石(意味著它們不包含球粒),其中一些類似於地球上的鎂鐵質火成巖。

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坎伯蘭瀑布無球粒隕石大多數的無球粒隕石也是古老的巖石,並且被認為是已經被分化的小行星地殼物質。

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澳大利亞無球粒隕石

無球粒隕石的一個大家族(HED隕石)的母體可能源自灶神星族,然而這種說法尚有爭議;其他的則衍生自不同的小行星。

大約5%的墜落隕石是鐵鎳合金共生的鐵隕石。鐵隕石中含有90%的鐵,8%的鎳。它的外表裹著一層黑色或褐色的1毫米厚的氧化層,叫熔殼

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Tamentit鐵隕石

外表上還有許多大大小小的圓坑稱為氣印。此外還有形狀各異的溝槽,被稱為熔溝。

這些都是由於它們有隕落過程中與大氣劇烈摩擦燃燒而形成的。鐵隕石的切面與純鐵一樣,很亮。

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Murnpeowie鐵隕石

石鐵隕石構成剩餘的1%,是鐵鎳金屬和硅酸鹽礦物的混合物。其中一種是橄欖隕鐵,被認為是撞擊有鐵核心天體的鐵核邊界所產生的隕石;另一種是中隕鐵

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橄欖隕鐵

因此,鑑定一塊樣品是否為隕石,可以從以下幾方面考慮:外表熔殼、表面氣印、內部金屬、磁性和比重。

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中隕鐵

03

被觀察到穿越大氣層或撞擊地球的隕石稱為墜落隕石,其它的隕石都稱為發現隕石

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大多數墜落隕石都是因為肉眼觀察到火流星,或是在地面上確實發現隕石撞擊坑,甚至兩者都有。

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因此,儘管隕石撞擊在地球上各處的機率實際上基本相等,但經過驗證的墜落隕石

傾向於集中在人口密度較高的地區。

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隕石撞擊坑與墜落隕石不同,直到20世紀,發現隕石只有數百顆被尋獲,其中80%是鐵隕石和石鐵隕石,成分很容易和當地的巖石區分出來。

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鐵隕石

目前發現的最古老隕石是瑞典Muonionalusta鐵隕石,100萬年前落於地球上,因靠近北極圈,曾經歷了4次冰期,切片呈漂亮的縱橫交錯的維氏臺登結構。

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Muonionalusta隕石一些墜落隕石可以被

自動觀測的攝影機觀測到,並經過計算墜落點的位置因而尋獲,如1959年墜落在捷克斯洛伐克的普利布蘭(Příbram)隕石

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普利布蘭隕石

阜康隕石是於2000年在中國新疆維吾爾自治區的阜康附近山中發現的。這塊隕石分類為橄欖石鐵隕石,有著美麗的橄欖石結晶。

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阜康隕石(圖源@Wolfgang Sauber )

1960年代末期,人們發現美國西南方的新墨西哥州羅斯福縣是尋找隕石的好場所,

從1967年起,在這個地區發現的隕石總共約有140顆。

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羅斯福縣隕石(圖源@meteoritegallery )

在世界各國南極隕石搜索計劃總計找到的隕石標本之中,有超23000顆已完成分類,有更多尚未完成分類的。

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南極隕石

在冰凍荒蕪的南極發現大量隕石的同時,蒐集者發現在高溫的澳洲沙漠也能找到許多的隕石。自1971年至今,在有系統的搜尋下,已經找到超過500顆隕石。

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澳洲隕石

在1986-87年,一組在利比亞東南方約100千米(62英裡)的多羅沙漠安裝探勘石油地震站網的德國團隊,在平原上發現了65顆隕石。

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利比亞隕石

而在阿曼地區的礫石平原和沙漠中,迄2009年中已經發現了5000顆隕石。其中還包括了大量的月球隕石和來自火星的火星的隕石。

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阿曼地區隕石(圖源@omanobserver )

隕石促成了人類的產生,由於隕石的影響,促進了生物的產生、進化和發展,但隕石也會帶來毀滅人類的危害性。

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神秘而美麗的隕石下一次究竟會何時光臨,只能由事實去證明一切了!

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