賈陽 中國航天科技集團(tuán)五院月球及火星探測(cè)器副總設(shè)計(jì)師
陳宏毅 桂林理工大學(xué)地質(zhì)博物館副館長
陳征 北京交通大學(xué)理學(xué)院副教授
陳征:我們今天的主角是來自太空的禮物——隕石。隕石對(duì)很多朋友來講,既熟悉又陌生。熟悉在哪?在名字,我們很小就聽過這個(gè)名字,但是到底隕石背后有什么學(xué)問?今天,我們和從事相關(guān)工作的老師們一起了解一下,隕石本身是什么?它攜帶了哪些信息?我們現(xiàn)在看到一塊隕石,首先我怎么知道它是個(gè)隕石,隕石到底是怎么區(qū)分或者鑒定的?
陳宏毅:我們?cè)趺磁袛嚯E石?首先,我們要了解隕石的來源與特征。隕石絕大多數(shù)來自深空的小行星帶,位置可能比火星還要遙遠(yuǎn)。它來到地球上的速度是非??斓模瑤缀鹾偷厍蚶@著太陽公轉(zhuǎn)的速度差不多。如果和地球正面相撞,它的速度可以達(dá)到每秒鐘幾十公里,比我們發(fā)射火箭的速度要快多了。地球的外面被厚厚的大氣層包圍著,大氣層一定會(huì)和隕石發(fā)生相互作用。所以,我們判斷隕石主要依據(jù)四類特征:一是熔殼、熔融體或熔蝕坑;二是熔流線;三是沖擊氣印;四是收縮裂隙。這些特征都是隕石和地球大氣層相互作用所留下的典型痕跡。其中,熔殼是一層非常薄的玻璃質(zhì),大概只有0.2毫米厚。我們?cè)诘厍蛏峡吹狡渌愃频暮谏镔|(zhì)并不是真的熔殼,而是一種風(fēng)化殼或結(jié)殼。熔流線是表面熔化的一層玻璃質(zhì),是隕石在大氣層中飛行時(shí)受到氣浪的作用所留下來的痕跡。沖擊氣印是隕石受到與大氣表面的不均衡作用所留下來的痕跡。收縮裂隙是隕石在熱脹冷縮作用下產(chǎn)生開裂形成的類似龜裂紋的結(jié)構(gòu)。在這四個(gè)“癥狀性”指標(biāo)中,能夠在判斷隕石中起到重要作用的是熔殼和熔流線,即證明這塊石頭不是地球上的,而是從外太空以極高的速度掉落到地球上的,也就可以證明其是隕石。
此外,我們還可以通過一些難以用肉眼觀察到的特征來判斷隕石,比如:大部分球粒隕石都具有球粒結(jié)構(gòu)的特征,也有一部分不具有球粒結(jié)構(gòu)的球粒隕石;由于含有金屬,一般隕石的比重都比較大,哪怕是一塊小小的隕石也是很重的;在沙漠里尋找隕石的“隕石獵人”也常常用銹跡來作為判斷隕石的重要指標(biāo),因?yàn)橛行╇E石長時(shí)間和水蒸氣接觸,其中的金屬容易生銹,形成深褐色的銹跡;隕石在大氣層里會(huì)發(fā)生爆裂,形成一些直角狀的沖擊破裂面;隕石含有一些金屬,可以被磁鐵所吸引。
我們?cè)谄怙@微鏡下觀察球粒隕石,可以看到很多漂亮的球粒。這些球粒是怎么形成的呢?太陽星云凝聚之后,隕石由于撞擊、放熱會(huì)發(fā)生部分熔化,熔化后的小液滴迅速地結(jié)晶,之后就形成了這樣的橄欖石、灰石,進(jìn)而形成了由這兩種礦物構(gòu)成的圓圓的小球。如果這些小液滴在地球上,會(huì)不會(huì)形成球粒呢?是不會(huì)的,因?yàn)榈厍蛏嫌兄亓ΑT谥亓Φ淖饔孟?,結(jié)晶之后的物質(zhì)總是下沉的,也就不可能形成圓形球粒了。如果在太空中,沒有重力的條件下,比如在我們的空間站里,結(jié)晶之后的物質(zhì)就很容易形成球粒的結(jié)構(gòu)。再比如,來自月球的隕石,如果不看一些黑色的沖擊暗化的部分,那么與地球上的玄武巖沒有太大區(qū)別,都是由灰石和殘石構(gòu)成的。
我參加過中國第32次南極科學(xué)考察,主要任務(wù)是尋找隕石。我國在南極已經(jīng)找到了12000多塊隕石,其中有2塊來自火星的隕石,但是還從來沒有發(fā)現(xiàn)過月球隕石。當(dāng)時(shí),我們找到第一塊南極月球隕石的時(shí)候,并不知道它來自月球,甚至不能肯定是不是隕石,因?yàn)樗L的樣子和我們平時(shí)腦海里常見的隕石實(shí)在是差別太大了,既沒有上述那些特征,也沒有熔殼、熔流線、沖擊氣印。我拿小刀在表面上劃了一下,用放大鏡看,只發(fā)現(xiàn)外面黑色的一層是一種很硬的玻璃,里面含有很多角礫,這都不能夠說明它是來自月球的隕石。帶回來之后,我們把它放到中國極地中心的庫房里,一放就是八年,也沒有引起重視。直到最近在分類時(shí),我們把它切成片子,用電子探針測(cè)成分,才發(fā)現(xiàn)了其中富鎂的斜長巖質(zhì)角礫,從而確定了它是隕石且來自月球,這也為我們對(duì)月球隕石的發(fā)現(xiàn)工作提供了經(jīng)驗(yàn)。同時(shí),這也告訴我們一個(gè)道理,那就是對(duì)于我們的知識(shí)儲(chǔ)備來說,一切皆有可能。我想,隨著未來知識(shí)儲(chǔ)備的增加,我們將在我國的沙漠戈壁灘上找到更多來自月球和火星的隕石。
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