书城科普读物探究式科普丛书-外太空送给人类的宝石:陨石
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第4章 宇宙中的陨石(4)

7.最古老的陨石——宁强陨石

宁强陨石非常古老,它已经诞生有45亿多年了,比太阳系的年纪还要大,是现今人类可研究宇宙中最古老的陨石。

宁强陨石发现于陕西省汉中市宁强县西部的燕子砭,嘉陵江畔。

这里也因曾降落过太阳系最古老的天体样品而驰名中外。

宁强陨石是太阳系最古老的天体样品,是世界上研究天体文学和天体形成史最珍贵的稀有实物标本。

8.世界罕见——吉林陨石雨

1976年3月8日15时1分50秒左右,一颗重约4吨的陨石从地球公转轨道的后方以每秒15~18千米的相对速度追上地球,闯进大气圈,似不速之客从天而降,霎时间火光熠熠,响声隆隆。当它飞临吉林省吉林市北郊19千米高空时发生了一场蔚为壮观的陨石雨。这就是闻名中外的吉林陨石雨。

这场陨石雨数量之多(共收集到138块标本)、重量之大(总重量超过2700千克)、分布之广(东西长72千米,南北宽8千米,近500平方千米),实属世界罕见。其中,最大的“吉林一号”陨石重达1770千克,是目前已知的世界上最大的单块石陨石。这一庞然大物成为陨石界的一块瑰宝,其研究价值极大。

吉林陨石的母体是位于火星和土星之间的一个叫阿波罗的小行星。这颗小行星直径约440千米,形成约46亿年。大约800万年前,在一次剧烈的天体撞击事件中,吉林陨石从距母体表面约20千米深处被撞击出来,改变了运行轨道,形成了一个新的椭圆形轨道,同地球轨道有了交叉,使其同地球相撞成为了必然。吉林陨石坠落时受到高温高压气流的冲击,陨石不断发生破裂,在19千米的高空因体外与体内温度不均而发生了一次主爆裂,大大小小的陨石碎块散落下来,坠落到吉林地面,从而形成了吉林陨石雨。

经过科学家对吉林陨石雨的研究考证:吉林陨石雨熔壳呈深褐色,上面布满手指窝状的手印。

科学家对吉林陨石样品进行了切片化验分析、X射线分析以及在双目镜下鉴定和X光粉晶分析。通过分析发现,吉林陨石为石陨石的一种,属于高铁群球粒陨石,内含橄榄石、斜方辉石、古铜辉石、顽火辉石等43种矿物,其中一些矿物质是同类陨石中首次发现。此外,还有9种矿物质是地球上所没有的。

同时使科学家意想不到的是,在吉林陨石的体内还含有多种与生命物质有关的有机化合物,有氨基酸、核酸、脂肪酸等,其中氨基酸有11种之多。

吉林陨石学名橄榄石-古铜辉石球粒陨石,或高平衡铁(H群)球粒陨石。它蕴藏着极为丰富的有关太阳系起源、太阳星云的分馏与凝聚、行星的形成过程、小行星的演化、行星际空间的辐照历史和陨石降落过程的物理化学环境等科学信息,是研究天体演化、生命起源、元素起源、空间技术以及其他多种学科不可多得的珍贵实物资料。通过对吉林陨石的研究,我国在这一领域走到了世界的最前列。吉林陨石的价值相当于发射了一次人造卫星。

9.研究陨石的意义

在远古,陨石的坠落对于当时的社会和人类没有太为深刻的意义。由于科技的落后和思维的局限性,古人认为陨石最多只是充满神奇色彩的物体,但并不具有研究的价值。但现在,陨石已是人类探索与走向宇宙的重要线索和基础。

陨石实际上是很难得的,因为每年落到地上来的陨石不多,被搜集到的就更少了。陨石也很珍贵,因为它是能够接触到的、数量非常有限的天体实物标本。陨石可以为人类带来非常宝贵的信息,而这些信息往往是用其他手段难以得到的。因此,尽管地上的实验室里已经有了从月球上取来的岩石,科学家们仍然十分重视研究这些自己“送上门来”的陨石标本。

事实上,研究陨石有着多方面的意义。

首先,研究陨石对研究地球的形成有很高的价值。我们知道,陨石是太阳系里最古老、最原始的天体物质,它的存在年龄与地球相当,在46亿年左右。

而地球上现存的最古老的岩石只有38亿年,有近8亿年的地球演变过程是人类从地球本身无法探知的,因此只有借助于这些天外来的“不速之客”来回答。

根据科学家多次测量,陨石年龄和人类地球年龄基本上是一致的,都是46亿年左右。可是地球怎样从46亿年前的状态演变到今天这个样子的呢?在这漫长岁月当中,由于地球内部物质运动等原因,那些地球形成初期的物质或者已经不存在了,或者已经深埋在地球核心,地球开始形成时的原始的面貌有了很大改变。

而陨石就不是这样,由于它的体积小,没有像地球那样发生巨大的变化,它仍然保持着当年形成时的“庐山真面目”。这就为研究地球的历史,特别是地球早期的演化过程提供了宝贵的依据。地球和太阳系其他天体都是从原始太阳星云凝聚、演变而来的。陨石就很自然的成了这个太阳星云的考古标本,它为人类带来了原始太阳星云物质的种种情况,为研究太阳系的形成和演化作出了贡献。

另外,研究陨石对于探索生命的起源和发展以及除地球之外的其他星球是否具有生命体等问题也有很大的帮助,人们可以从陨石研究中得到线索和启发。

如紫金山天文台王思潮研究员在1983年陕西强县降落的陨石中发现了有机物质,从而引起了世界天文界的重视。这一发现说明了形成地球生命的有机物有可能是被陨石带入地球,并在地球适宜环境下不断得以发展、演化的。在人类的生命起源和演化理论的争论中,这一发现起到了至关重要的作用。

总之,深入研究陨石是由哪些物质组成的、结构有什么特点、怎么形成的、又如何演化的,等等,对于天体史、地球历史生物史及天体物理学、天体化学、高能物理学和宇宙空间科学的研究等方面,都有很重要的意义。

由此可见,陨石的珍贵并不在于其本身所具有的价值含量,而是其研究的价值成果。

第三节陨石知识补充

1.踏地寻宝——如何寻找陨石

寻找陨石需要一定的方法和技巧,不是仅凭个人的一腔热忱就可以做到的。在一些地区经常可以看到遍野搜寻陨石的人群,而实际上这些地域根本没有陨石的踪影,他们的努力是徒劳无功的。

那么,人们该如何寻找陨石呢?这是需要一定的方法和技巧的。

其一,要熟悉当地或想要寻找陨石地区的历史,史书上是否有记载或民间是否有传说,大致的区域和情形要多少了解一些。

其二,要掌握一定的陨石基本知识,例如陨石的外貌、特征、组成结构,等等。理论要结合实际,人们不能盲目地搜寻,否则就可能出现视而不见或真假不分的问题。

其三,陨石并非是孤立出现的。人们一旦掌握陨石陨落的轨迹,总有一个方向性,按特定的方向逐渐搜索就会发现一个长度和宽度的问题,小则几十平方米,大则几十平方千米。

其四,观察陨石的形态来判定陨石区域范围。

一般而言,大块陨石处在陨石雨的前端,小块处在陨石雨的末端。当然这是指陨石在地面裸露状态下的情况,深藏地下的陨石是需要金属探测器搜索的。

那么,寻找陨石需要什么工具呢?

下面就寻找陨石需要的工具简单地介绍一下,希望对陨石爱好者有所帮助。通常人们寻找陨石需要下列工具。

第一,数码相机。人们在发现疑似陨石后,就要进行陨石落点的图像采集工作,有条件的可以把GPS(卫星全球定位系统)定位仪一起拍下。可把陨石所具有的环境和形态记录下来。

第二,放大镜。观察疑似陨石有无明显的陨石特征,放大镜可说是排除疑似陨石的主要工具,是仔细辨别陨石的最有用的工具。

第三,钢丝钩。钢丝钩可以减轻手部的工作强度,便于探取疑似陨石。它适宜部分埋藏地表陨石的收集。

第四,磁铁。它用来测试疑似陨石有无磁性。

第五,塑料袋。它用来盛放单体陨石。

第六,毛刷。它用来清除陨石表面的泥土。

第七,地质帆布包。它用来装载陨石以及一些工具。

第八,地质检测锤。它可以对疑似陨石边缘进行端面检测。

第九,手套。手套可以防止手部的磨损。

第十,笔记本和钢笔。它们用来记录陨石的坐标和相关资料。

此外,像饮料、糖块也需要带一点,主要是用来补充体能和动力。

有条件的可以配备GPS定位仪和金属探测仪。人们在出行时最好携带指南针和望远镜,穿运动鞋,穿牛仔裤,夏季需要戴遮阳帽。

2.陨石收藏的误区

陨石收藏界一直存在许多误区。例如,陨石必须有熔壳,陨石必须是圆润的,陨石必须是光滑的,陨石不能有棱角,陨石比重一定很大,陨石有固定的色彩,陨石一定要有磁性,等等。这种说法孤立的看,或许是有道理的。陨石爱好者如果不加分析,脱离实际环境,人云亦云,时间久了就会形成陨石收藏的弊端和误区。

不只是普通的陨石爱好者按照上述的观点收藏陨石,就是一些着名的机构或个别活跃的陨石收藏人也照本宣科,坚持上述错误的观点。这就给陨石收藏界制造了一个陷阱:只有符合上述特征的才是陨石,其他奇异的都不是陨石。

还有部分陨石收藏者一方面自己设立陨石网站宣传和扩大自己的影响,一方面要求陨石爱好者参照一些天文馆的馆藏样品或博物馆的陨石样品去收藏,而另一方面却又要求陨石收藏者不要机械地参照和对比陨石图片进行收藏。这种做法体现了一些人对陨石收藏认识的不足和片面。

那么,人们应该究竟如何看待上述问题呢,如何在实践过程中从这个误区中走出来呢?

实际上,这要求人们在陨石收藏中要遵循具体问题具体分析的原则,结合陨石陨落的历史和陨落的环境进行分析。上述鉴定陨石的前提基本上是单体陨石陨落事件,也就是普通的小陨石陨落事件。而其他因素,如陨石陨落的规模、陨石陨落事件、陨石的保存环境也影响人们对陨石的鉴定与甄别。

陨石的各种条件不可能在一块陨石上全部体现,具备两点以上陨石特征和因素,结合陨石的历史和陨落环境,人们也可以进行陨石的鉴别。

就像1976年5月山东莒南许口的目击陨石一样,单一的重量达1.5千克的陨石自天而降,群众先是听到类似摩托车最初发动的呜呜声,然后目睹闪电般射入地下的陨落物。陨石陨落造成了很深的一个口洞,其有碗口大,深度在1米左右。陨石进入地面后,洞口冒出缕缕白烟(应该是水蒸气),半小时挖出后,陨石依然有热度。

这块陨石外面是黑漆漆的熔壳,较其他陨石更是光滑圆润。

独自来到地球并经过了剧烈的摩擦和燃烧,具备上述陨石特征的陨石就不足为奇了。因为是目击陨落,所以这个陨石就没有时间和环境因素的改变。但目击陨石毕竟是少数,其他的陨石鉴别则需要人们一双智慧的大脑和双眼。

在莒南坪上陨石故乡,人们所搜集的陨石又是怎样一种情形呢?

从公元900年《莒州府志》记载莒南坪上陨石爆炸事件至今1200年来,历经了1958年“大跃进”和改革开放两次进程,散落或埋藏在地下的陨石陆续被当作废铁送往钢炉熔化或送到废品回收站。这说明了当年陨石爆炸的规模是十分宏大的。

在如此重大陨落事件中,陨石呈现什么状态呢?

一些陨石由于低空爆炸没有经过剧烈摩擦和燃烧,其熔壳的特征就不显着。一些高空爆炸的陨石经过剧烈摩擦和燃烧则呈现圆滑的形态,熔壳完整;而另外一些小碎块则几乎燃烧殆尽,成为质量小的壳状物。现在人们能够发现的大多是最后一类经过剧烈燃烧的陨石残骸,而品质很高散落地面的陨石多被当作纯铁直接加工或使用了。偶尔有地下发现的陨石,其品质完美,多属于高空爆炸经过燃烧进入大气层冷却后形成熔壳,并直接射入地下。在陨石藏身的地带,黄色黏土可以说是与陨石陨落有密切关联的。国外科学家对陨石藏身地粘土的成分检测时曾发现富含金属铱的元素,而铱是地球上所不能存在的元素。

陨石的特征由陨石的陨落规模和情形所决定依据莒南坪上陨石存在的现状,人们发现非单体陨落的陨石有许多常识以外的特征:陨石爆炸的各个过程对于陨石形态的作用是巨大的。陨石初次碰撞爆炸时陨石的体积多是较大的,之后在陨落过程中会陆续发生多次爆炸,体积逐渐减小。大块陨石在陨落过程中,由于摩擦、相互碰撞和燃烧因素,其体积逐渐减少。着名的铁牛石铁陨石重量在3.72吨,而在有些陨石陨落地域,陨石的大小几乎是米粒大小。

巨大的陨石经过高速的陨落过程后呈现出圆滑和完美的熔壳,而低空爆炸的陨石由于高度和距离问题没有经过剧烈摩擦和燃烧,于是棱角分明,没有熔壳的陨石就产生了。

高温作用使陨石分解出一定的硫化物,并且使得陨落的泥土成分发生改变。在陨落环境中,陨石继续发生氧化作用,一些熔壳开始脱落,本来没有熔壳的陨石中裸露的铁元素开始轻微生锈,呈现棕红和褐红的色彩。但是这样的陨石其磁性和比重依然如故,没有陨石的一两个特征并不影响它依然是陨石的身份。

事物都存在一般性和特殊性两方面,陨石的鉴别单凭外貌与环境是较片面和孤立的,人们必须从多方面考虑陨石的特征或价值。

陨石的客观地理条件是鉴别陨石的基本要素。区别是否为陨石还要看疑似陨石的藏身环境,这也是正确判断是否陨石的先决条件。

科学家非常重视没有经过人为动过的陨石的研究。

是否为矿石要看有无矿床、附近地理是否有铁矿的存在,而孤零零一块悬浮在泥土中并且有具备陨石特征的石头很容易辨别。