陨石

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纳米比亚霍巴陨铁:已知最大的完好陨石,长2.7公尺,重60吨。
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提示:本条目的主题不是流星

陨石是小块的固体碎片,它的来源是小行星彗星,起源于外太空,对地球的表面及生物都有影响。在它撞击到地表之前称为流星。陨石的大小范围从小型到极大不等。当流星体进入地球大气层,由于摩擦、压力以及大气中气体的化学作用,导致其温度升高并发光,因此形成了流星,包括火球,也称为射星或墬星。火流星既是与地球碰撞的外星天体,也是异常明亮的流星,而像火球这样的流星无论如何最终都会影响地球的表面。

更通俗的说法,在地球表面的任何一颗陨石都是来自外太空的一个天然物体。月球[1][2]火星[3]上也有发现陨石。

被观察到穿越大气层或撞击地球陨石称为墬落陨石,其它的陨石都称为发现陨石。截至2010年2月,只有大约1,086颗的墬落陨石的标本被收藏 ,但却有38,660颗被确认的发现陨石[4]

陨石通常分为三大类:石陨石主要是岩石,其组成大多是矽酸盐矿物铁陨石,很大部分的成分是铁与镍;石铁陨石的成分既有大量的岩石也有金属。现代的陨石分类是根据其结构、化学同位素和矿物学来分类,小于2毫米的陨石被分类为微陨石

命名[编辑]

陨石迄今都以找到的地方来命名[5],通常使用邻近的城市或地理特征的名称。如果在一个地区发现了许多的陨石,则在名称之后会跟随著数字或字母(例如,ALH 84001或迪米特(b))。有些陨石会有非正式的昵称:阿拉巴马州夕拉科加陨石有时被称为霍奇斯陨石,因为它击中了安妮·霍奇斯这名女子;迪亚布洛峡谷陨石形成的巴林杰陨石坑有一打以上的别名。但是,经由陨石学会公布官方命名的唯一名称,是科学家、目录以及大多数的收藏家最常使用的名称。

File:石铁陨石的撞击痕
这块是具有含见撞击痕的石铁陨石

堕落现象[编辑]

在1868年坠落在威斯康辛的陨石(全图).

大多数流星体在进入大气层时都会瓦解,估计每年仍有500颗左右的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[6]。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。

这个坑穴是重61.9公克的诺瓦托陨石造成的。它在2012年10月17日击中某户人家的屋顶。
Campo del Cielo英语Campo del Cielo陨石上有个天然的洞。

大陨石击中地面时的速度可能仍接近它们的第二宇宙速度,在超高速的撞击下会留下一个撞击坑。坑洞的类型取决于陨石的大小、组成、破碎的程度、和进入的撞击角度。这种碰撞的力量有可能造成广泛的破坏[7][8]。在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。铁陨石造成的撞击坑例子如,巴林杰陨石坑奥德萨陨石坑瓦巴尔陨石坑狼溪陨石坑,在这些陨石坑都发现相关联的铁陨石。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[9]。虽然这种瓦解的事件很罕见, 它们会造成可以引起重视的振荡,著名的通古斯事件可能就是这种事件。. 非常大的石质流星体,直径数百米或更大,质量达到千万公吨或更重,可以墬落到地球表面,并撞击出大撞击坑,但是这是非常罕见的。这种撞击通常都伴随著巨大的能量,因此撞击体会完全被摧毁,而没有陨石能残留下来(第一个被发现与石陨石有关联的大陨石坑,是2006年五月提出报告的南非摩洛衮陨石坑[10])。

火流星:非常明亮的流星,视星等为 −14等或更亮。

几种由于太小而无法造成超高速撞击坑的墬落陨石需要由目击者提出证据[11]。流星体穿过大气层时的火球可以非常明亮,甚至足以媲美太阳的强度,然而大多数都比较黯淡,甚至在白天而不会被注意到。有许多的颜色曾被报告过,包括黄色、绿色和红色。随著物件的碎裂,会有闪光和爆发。在陨石坠落时经常会听到主要碎裂事件引起的激波产生爆炸、碎裂或隆隆的声爆。在广大的范围内都可以听到这种声音,半径可以达到数百公里或更大;有时可以听到口哨声或嘶嘶声,但还缺乏理解。在火球经过之后,经常会看见烟尘的尾巴在大气层内残留好几分钟。

铁陨石NWA 859显示出大气烧蚀造成的影响。

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,在表面出现和留下被称为气印的浅层指纹状凹陷。如果流星体保持固定的方位,没有翻滚的前进一段时间,它可能会形成一个锥形的鼻锥或是热遮罩的形状。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(在一些无粒陨石,熔壳可能是非常明亮的色彩)。在石陨石,热影响区顶多只有几毫米深;在铁陨石,是较好的热导体在表面下1厘米(0.39英寸)的金属结构可能会受到高温的影响,但报告不尽相同。一些陨石据报说在落地后有被烧得滚烫的触感,而其他的则是冷到足以让水冻结成霜[12][13][14]。来自许多坠落陨石,像是Bjurbole、塔吉什湖陨石、和Buzzard Coulee,被发现落在冰冷的湖或海内,或许它们在坠落时并不是热的。

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。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。在大多数况下,在陨石雨中最大的陨石会坠落在散布区最远的距离[来源请求]

陨石的类型[编辑]

Murnpeowie陨石:一颗布满类似指纹气印的铁陨石
马里利亚陨石:1971年10月5日17:00坠落在巴西圣保罗州马里利亚(Marília)的球粒陨石,分类为H4。
切割和抛光的一片埃斯克尔(Esquel)陨石,黄绿色的橄榄石晶体被包裹在铁镍基体内,是颗石铁陨石的橄榄陨铁。

绝大部分的陨石都是石陨石,可以分为球粒陨石无粒陨石两大类,只有6%的陨石是铁陨石或混杂著岩石和金属的石铁陨石。现代的陨石分类颇为复杂,可以回顾Krot等人的论文(2007年)[15],总结了现代陨石的分类法。

坠落在地球上的陨石有86%是球粒陨石[4][16][17],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矽酸盐矿物。有些类型的球粒陨石也包含少量的有机物质,包括胺基酸太阳前颗粒。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。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

掉落在地球上的陨石有8%是无粒陨石(意味著它们不包含球粒),其中一些类似于地球上的镁铁质火成岩。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。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[18][19];其他的则衍生自不同的小行星。有两个无粒陨石的小族群是很特别的,它们太年轻而不像是来自小行星带。其中一族来自月球,它们与阿波罗计画月球计画带回的月球岩石相似;另外一族几乎可以肯定是来自火星,并且是人类发现来自其他行星的唯一物质。

大约5%的坠落陨石是铁合金共生的陨石,像是锥纹石白沸石。多数铁陨石被认为来自多个曾经被熔解的小行星核心。如同在地球,高密度的金属从矽酸盐物质中分离出来,并沉淀至小行星的中心,形成核心。这颗小行星凝固之后,它与其它的小行星相撞而碎裂。由于在像是绝大多数的陨石都能被寻获的南极地区,搜集到的铁陨石比例偏低,有可能铁陨石实际坠落的百分比会低于5%。目前,这被解释为再发现性的偏差:外行人都会注意到的固体物质,铁陨石比其它类型的陨石要多;在南极发现的铁陨石丰度只是总数的0.4% [20][21]

石铁陨石构成剩馀的1%,它们是铁镍金属和矽酸盐矿物的混合物。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;另一种主要的石铁陨石是中陨铁

雷公墨(英文的字源来自希腊的tektos,熔)本身不是陨石,而是自然界很稀罕的玻璃物体,大小只有数公分,是大陨石撞击地球表面而产生的--大多数科学家认为。少数研究人员认为雷公石源自于月球火山喷发的熔岩,但是这种理论在过去的数十年已经失去大多数支持者。

陨石化学[编辑]

在2015年3月,NASA的科学家报告,用陨石内发现的化学物质,像是嘧啶,在实验室的外太空环境下,首度发现复杂的DNARNA等与生命相关的有机化合物,包括尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶。嘧啶,像多环芳香烃 (PAHs,polycyclic aromatic hydrocarbons),是在宇宙中发现最富含碳的化合物。依据科学家所说,可能在红巨星星际尘埃就已经形成[22]

陨石的再发现[编辑]

坠落陨石[编辑]

贝内尔陨石击中的汽车坐垫和消声器。这颗陨石是1938年坠落在美国伊利诺州贝内尔的坠落陨石。插图就是这颗陨石。

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,甚至是两者都有。因此,尽管陨石撞击在地球上各处的机率实际上应该都是相等的,但是经过验证的坠落陨石倾向于集中在人口密度较高的地区,像是欧洲、日本和印度北部

少数的坠落陨石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。第一颗这样找到的陨石是1959年坠落在捷克斯洛伐克(现在的捷克共和国)的普利布兰(Příbram)陨石 [23]。在这个事件中,有两架摄影机捕捉到这颗流星还是火球时的影像。这两个影像被用来确定坠落在地上的位置,更有意义的是,这是第一次准确的计算出轨道来找到陨石。

随著普利布兰陨石的坠落,许多国家的研究都瞄准坠落陨石,建立起自动观测的系统。其中一个名为"草园网路"的系统,是由史密松宁天文物理天文台在1963至1975年间在美国中西部运作的。这个计画也观测到过陨石的下坠,“失落城市”球粒陨石,就是由这个计画计算出轨道而寻获的[24]。另一个加拿大的陨石观察和发现计画,在1971至1985年的执行期间,也于1977年发现单独一颗的“Innisfree”陨石[25]。最后,由发现普利布兰陨石的捷克原始计画衍生出的欧洲火球网路观测,也在2002年计算出轨道并发现“新天鹅堡”陨石[26]。NASA有一个检测美国东南部的流星事件的自动化系统,可以计算出所见流星的轨道、星等、地面轨迹和其它的参数,每晚也都能检测到一些事件[27]

发现陨石[编辑]

直到20世纪,只有数百颗的发现陨石被寻获。其中80%是铁陨石和石铁陨石,这两种很容易和在地的岩石区分出来的陨石。直到今天,每年只有少数的陨石被报告是意外寻获的,原因是从哈维·H.·尼宁格的发现,在世界各地搜集到的陨石已经超过30,000颗以上,显示陨石在地球表面各地的分布远比过去认为的更为普遍。

美国的大平原[编辑]

尼宁格的策略是在美国的大平原上搜寻陨石,因为在广大的耕种平原上,土壤中只有少量的岩石。在1920年代晚期至1950年代,他在这些地区旅行并教导当地人陨石的外观,和如果它们认为偶然发现了一颗陨石该如何处理,例如,在清理场地的过程中。结果新发现了200多颗陨石,而大部分都是石陨石[28]

1960年代末期,人们发现大平原中的新墨西哥州罗斯福县是寻找陨石的好场所。在1967年发现了几颗陨石之后,又在随后的几年中新发现了100多颗的陨石标本,而且许多都是由伊万·威尔逊独自一人发现的。从1967年起,在这个地区发现的陨石总共约有140颗。发现它们的地区,地表以表面被浅而松的土壤覆盖的硬质岩层为主。在黑色风暴事件的年代,松散的土壤被吹离,留下的岩石和陨石就浮现在表面[29]

南极洲[编辑]

扫描电子显微镜揭示出1984年在南极发现的陨石ALH84001内有类似细菌化石的结构。在显微镜下,此特征最初被解释为类似细菌命体的化石,但现已证明在无微生物存在的热液系统中可以形成类似的磁铁矿结构[30]

在1921年至1964年间,在南极只有少量数的陨石被发现。在1969年,第10次的日本南极研究探险队在靠近大和山的一片蓝色冰原上发现了9颗陨石。这次的发现使得我们认为,冰层的运动可能会使陨石集中到某些地区。在1973年,又在相同的地区发现了大量陨石之后,一支在1974年成立的日本探险队专程前往该地搜寻陨石,他们发现了将近700颗的陨石[来源请求]

不久之后,美国在南极大陆另一侧的传圣塔提克山脉开始了自己在南极洲寻找陨石的计画:南极陨石搜索计画(ANSME,Antarctic Search for Meteorites) 欧洲的团队也在1980年代后期开始称为"EUROMET"的计画,由义大利继续进行Nazionale di Ricerche计画,在南极有系统的搜寻陨石。[来源请求]

中国的南极探险自2000年起成功的搜寻陨石;韩国自2007年开始搜集陨石的计画(KOREAMET),也已经找到了几颗陨石[31]。自1974年以来,所有的这些探险总计搜集到的陨石标本之中,已经有逾23,000颗已完成分类,还有更多尚未完成分类的。更多详细的资料,可以参考哈崴的文章(2003)[32]

澳洲[编辑]

大约就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,在南澳西澳纳拉伯地区已经找到了大量陨石。自1971年至今,在有系统的搜寻下,已经找到超过500颗陨石[33],其中大约300颗有明显的特征。在这些地区能够发现陨石,是因为这里是平坦、缺乏特征的石灰岩平原地形。在极度干旱的气候下,数千万年以来,那里的风化沉积相对的较小,因此陨石在哪儿是不断的累积,而不是被掩埋或是摧毁。颜色黑暗的陨石很容易从石灰岩的卵石和岩石之间分辨出来。

撒哈拉[编辑]

这颗小陨石是在阿尔及利亚靠近廷杜夫的NWA 869散布区发现的。目前被归类为L3.8-6普通球粒陨石,它有角砾岩和丰富的陨石球粒 [34]

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。数年后,一位沙漠爱好者看见科学家在南极发现陨石的照片,想起他在北非看见相似的场景。 在1989年,他在利比亚和阿尔及利亚的几处显著不同的地点找到了近百颗的陨石。之后的数年内,他与其他的人陆续发现了400多颗陨石。发现陨石的地点都是沙漠岩漠等荒漠的不毛之地:这些平坦、没有特征的地区,只有少量的卵石和沙砾覆盖著[35],深色的陨石在这些地方很容易被发现。有几个陨石场,像是Dar el Gani、Dhofar、和其它地点,由基底岩石(粘土、白云石石灰石)和未被侵蚀的石英构成的浅色地质,使陨石很容易识别[36]

虽然陨石爱好者收集与出售的商业行为已经持续了数十年,但在1980年代和1990年代早期,在撒哈拉发现的陨石,多数都被博物馆和类似的机构购买和保存,以供科学的研究或展览之用。突然有大量的陨石可以利用,并且也可以相对方便地找到(特别是与南极比较),导致商业性的陨石搜集显著提高,这种活动在1997年于利比亚发现来自月球和火星的陨石之后更为活跃。在1990年代的后期,私人的陨石搜集探勘队已经出现在撒哈拉沙漠。以这种方法找到的陨石标本虽然还会被收集做为研究之用,但大部份的都被卖给私人的收藏者收藏。这些探险队在阿尔及利亚和利比亚发现的陨石中,经描述状况良好的陨石总数已经超过了2000颗。

有关陨石交易的利益增长在撒哈拉国家间透过语词传播,陨石市场开始存在,特别是在摩洛哥,游牧民族和当地人拿著在沙漠找到的陨石兜售。数以千计的陨石通过这种方法散布出去,这些陨石绝大部分都缺乏在何时、何地,以及如何找到的资讯,他们通通称为西北非陨石。

阿拉伯半岛[编辑]

在1999年,陨石猎人在阿曼南部和中部的沙漠也收集到许多陨石的标本。在阿曼地区的多法Al Wusta砾石平原,Rub' al Khali以南的沙质沙漠,迄2009年中已经发现了5,000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,使得阿曼成为科学家和收藏家特别重视的一个地区。早期在阿曼的探测,主要是通过陨石的经销商,但是由阿曼和欧洲科学家组成的国际小组,现在也在搜寻陨石标本。

目前在阿曼发现的陨石受到国际法的保护禁止私人收藏,但是陨石猎人不顾这些禁令继续盗取这些被视为国际财富的陨石。 当要确实执行这一条法律和公告周知时,这项新法律惹出小小的国际事件,因为长期以来受到监视的陨石猎人主要来自俄罗斯,但是他们的伙伴有些来自美国或者一些欧洲国家。

麦加克尔白卡巴圣殿墙上的黑石长期以被历史学家被认为是一块陨石,但是在科学文献上只有极少的资料[37]

美国西南部[编辑]

2006年在加州巴斯托正北方发现的石陨石(H5)。

从1990年代中期开始,业馀的陨石猎人开始在西南美国的干旱地区搜寻。迄今可能已经有上千颗的陨石在莫哈维沙漠(Mojave)、索诺兰沙漠(Sonoran)、大盆地奇华胡安沙漠中干涸的湖床(干盐湖)上被发现。重大的发现包括高级谷的104 Acapulcoite,这种陨石在美国境内只发现了两颗[38][39];以及蓝鹰陨石,在美洲境内找到的第一颗鲁木路提型球粒陨石[40]。最重要的发现或许是在洛杉矶找到的火星陨石,是在莫哈维沙漠中的某处寻获的,发现者Robert Verish只是为了辨识多年来在他家后院中的岩石[41]。在西南美国发现的一些陨石尚未正式提交给陨石命名委员会,很多玩家怕会被联邦政府充公,而很不明智的不愿公开发现地点的座标[42]。 有几颗被发现的陨石目前在洛杉矶葛利芬天文台展示中。

历史上的陨石[编辑]

分类[编辑]

全世界收集到的陨石约有3万多块,陨石根据所含金属含量高低不同,可以分为:

陨石有大有小,最小的可能因燃烧变成微尘。大型陨石撞击到地表会留下撞击的痕迹,称陨石坑。沈阳陨石山上的古陨石曾是世界上发现的最大的一块陨石,体积155×50×60立方厘米,但是1976年3月8日呈雨状陨落在吉林市区的陨石总重量达2700公斤,其中最大的1号陨石重1770公斤,体积为117×93×84立方厘米。从而吉林陨石成为“世界陨石之最”[43]吉林陨石雨降落时,没有造成一人一畜一物的伤害,实属世界陨石雨降落历史中所罕见。2005年1月美国太空总署火星越野车机遇号火星中央平原首次发现了地球以外天体上的陨石。 行星闯入大气层后由于经受高温高压,会产生炸裂;熔点较低的铁之类物质会被熔融分离成另一类陨石,所以主体陨石大都带有熔壳,跌落到地面大多成球状的或是扁圆的并通常带有解体口,这类陨石较为普遍。

现在所发现的陨石上的组成都是由一致的地球上的元素组成的。在一些陨石当中曾发现有,还在一些陨石当中发现了构成生命物质基本成分之一的氨基酸,因此有一种假说认为地球上最初的生命来自宇宙,是陨石把生命带来地球。

相关条目[编辑]

参考资料[编辑]

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  36. ^ Schlüter, J.; Schultz, L.; Thiedig, F.; Al-Mahdi, B. O.; Abu Aghreb, A. E. The Dar al Gani meteorite field (Libyan Sahara): Geological setting, pairing of meteorites, and recovery density. Meteoritics & Planetary Science. 2002, 37 (8): 1079–1093. Bibcode:2002M&PS...37.1079S. doi:10.1111/j.1945-5100.2002.tb00879.x. 
  37. ^ Meteoritical Bulletin Entry for Kaaba
  38. ^ Meteoritical Bulletin entry for Superior Valley 014
  39. ^ Paper on Superior Valley 014 and associated meteorites
  40. ^ Meteoritical Bulleting entry for Blue Eagle meteorite
  41. ^ Meteoritical Bulletin entry for Los Angeles meteorite
  42. ^ [1]
  43. ^ 1976年4月21日中国新华社报导:“大量碎小陨石散落在吉林市郊区……最大的三块陨石沿著原来飞行的方向继续向西偏南方向飞去……最后一块陨石在15时2分36秒坠地时,穿破1·7米厚的冻土层,陷入地下6。5米深处,在地面造成一个深3米,直径2米多的大坑,当时震起的土浪高达数十米,土块飞溅到百米以外……最大的三块陨石,每块重量超过了100公斤,最大的一块重量为1770公斤,大大超过了美国收藏的目前世界上最大陨石的重量(1078公斤)。这次陨石雨,无论是数量,重量和散落的范围,都是世界上罕见的……”

外部链接[编辑]

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