作者:文/虞子期
有一块被称为石质陨石的太空岩石,同时,它也是一块由灰尘和冰组成的彗星(富含碳的尘埃粒子和彗星中的很相似)。南极洲的LaPaz冰原是探索者们寻找太空岩石的热门地点,这一次被发现的陨石撞击地点也在此处。科学家们了解到,该陨石中嵌入了富含碳的碎片,可以通过薄片照射偏振光来看到陨石的颜色。这个奇怪的新发现,让我们对早期太阳系的看法有了新的扭曲。基于该研究的论文已在NatureAstronomy上发表,这对了解早期太阳系的化学反应起到了很好的帮助作用,深度冻结数十亿年的彗星样本,或可以揭示了地球和早期太阳系的关键信息。
关于彗星和陨石母体的起源
不知道你有没有意识到,这是一个很有意识的新发现。对于彗星和陨石母体(小行星)而言,虽然这两种类型的小世界都可以从年轻的太阳系(大约45亿年前)中获得大量尘埃和气体,但他们很可能起源于太阳系的两个完全不同的区域。冰在那里,远离了太阳的热量,彗星的形成更倾向于在太阳系中很远的位置;而陨石母体则不同,它是由非常坚韧的东西组成,几乎可以在任何地方具备形成自己的条件。
对于科学家而言,这一定是生活中最激动人心的时刻之一,因为他们正在寻找的便是非常罕见的东西。当陨石撞击地球的表面,陨石便会在较大的空间岩石中崩裂,而后穿越地球的大气层。因为此时的它正在燃烧,通常会产生两种结果,一种是被我们视为“浪漫之物”的流星,而另一种则是因为某个部分使它失效而被称为陨石。对于大多数陨石材料而言,一般都会在自己被完全摧毁前燃烧殆尽。所以,对科学家们来说,彗星尘埃本身就是超级特殊的存在。
该陨石和早期太阳系有何关联
科学家们对LaPaz陨石进行了详细的分析,结果表明:这个尘埃碎片正是在太阳系历史的早期所捕获,时间大约是太阳形成后的万到万年之间。并且,通过元素和化学的进一步研究表明,这些尘埃粒子最可能来自的地方便是KuiperBelt(柯伊伯带),许多彗星都是来自这里,这是一个冰冷物体的栖身之地,处在海王星的轨道之外。通过对这颗陨石的研究,早期太阳系的形成也有了一些有指向性的线索。比如说:因为它会从柯伊伯带往木星的方向移动,同时在这里形成了像LaPaz陨石母体那样的陨石小行星(碳质),这颗尘埃粒子就是这样从陨石的内部进入的。要知道,碳质球粒陨石是地球上最罕见的类型之一,并且形成于太阳系历史的早期。
LarryNittler(拉里·尼特勒)是卡内基大学的宇宙化学家,也是这项研究的主要作者。他表示这颗彗星不受地球大气层的破坏,因为它的构造材料样本已经被小行星吞噬,并且,它也保存在了这颗陨石之中,正是它让我们看到了自己无法亲自看到的物质到达了地球的表面。当彗星的样本越来越多,那我们对太阳系的历史所掌握的资料往往也会相应的增加。韦斯特法尔表示,当我们在太阳系中的采样越来越远,收集到的材料也将越来越原始,彗星的取样,本身就意味着得到了一个已经深度冻结46亿年的样本。
陨石袭击地球是怎样的频率
通过科学家们的数据统计,每年落到地球上的陨石都达到了数以千计,重约一磅的量级。只是因为很多小石块洒落在了无人居住的开阔海面和森林,所以很多事件都没有被注意到。在我们自然空间中的碎片,大多都是小行星和彗星的岩石碎片,这样的事件多久会发生一次?陨石事件大多都是无法提前预测,并且容易悄无声息的发生。虽然每年都有成千上万的小块太空岩石被称为陨石,但相对巨大的撞击并不多见。只有当我们清楚地明白这些岩石块来自哪里,才能掌握陨石可能为地球带来的影响到底有多大。
之所以天文学家们无法对陨石撞击进行预测,其实是因为在外太空旅行的流星体本身太小,我们无法探测到它的行动轨迹。即使是太空中我们可以进行跟踪的小行星,如果发生大型陨石事件也无法预测。但有一个数据可以让我们之前的顾虑打消大半。其实,90%-95%的流星都无法在地球大气层下降的环境下生存陨石。这是因为彗星本身就比一般的小行星更脆弱,而大多数的陨石却都来自彗星。也就是说,只有更强的材料所制成的流星,才更有可能在偶然的情况下产生陨石。
虽然我们无法对陨石事件做到预测,但我们可以用几种方式获取到落到地球上的陨石有多少。比如,想要在地面找到陨石,我们可以把目的地锁定为哈拉沙漠等无人居住的地区或南极洲的冰川,然后通过它们所经历的风化量来确定日期。因为这些区域虽然经过了多年的时间冲刷,但实际上并没有受到外界太大的干扰。在这里,可以为科学家们提供陨石的一个大概概念,也就是说在一个固定的期限里,到底曾有多少陨石撞击过地球。
陨石如何揭示地球的惊人之处
年1月25日,有科学家发表了两项新的研究。该研究表明地球的主要组成本分是类似陨石的岩石,被叫做“顽火辉石球粒陨石”。地球并没有发生大的突变走向终点,而是在形成的过程中逐渐得到了大部分的水。这两项研究导致了一个让人不安的结论产生,那就是我们之前所收集到的陨石,其实并不是地球勾践块的好例子。早在20世纪70年底啊,科学家们就已经知道:除了那些顽固的球粒陨石,大多数陨石和地球岩石的氧同位素丰都是有所不同的,因为它们的原子核中拥有不同中子数的相同元素变体。
之所以研究人员们需要使用基于不用陨石的地球形成模型,正式因为顽固陨石和地球岩石的元素组成不同。这些被称为碳质球粒陨石的物体,富含低沸点化合物,它们容易挥发(比如:水)。研究得出:在地球形成历史的后期,碳质-球粒陨石样构造块并不常见。地球上60%的增长可能导致了几种不同陨石类型,而球粒陨石则是剩下40%的基本都来源;似顽辉石的岩石,可能主宰了地球晚期的吸积历史;随着行星的进化,顽固的球粒陨石在地球表面发生了变化。