隕石:揭示太陽係形成與演化的標本
來源:科普時報
作者:石玉若
發布時間:2021-09-30
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      7月5日,迎來首批觀眾(zhong) 的上海天文館揭開神秘麵紗。作為(wei) 全球建築規模最大的天文館,將於(yu) 7月18日正式開館的上海天文館選取象征性的“三體(ti) ”建築構件,常設展區麵積約15000平方米。其中,隕石展區陳列的各種珍奇隕石七十多種,吸引了大量天文及隕石愛好者的關(guan) 注,進而引發一波強大的隕石熱潮。

視覺中國供圖

        作為(wei) “來自星星的你”,隕石大多是小行星帶內(nei) 小行星、月球和火星的碎片隕落到地球的岩石樣品。隕石根據其中礦物組成通常分為(wei) 三大類:石隕石、鐵隕石和石鐵隕石。石隕石的主要組分是矽酸鹽礦物,包括球粒隕石和無球粒隕石;鐵隕石主要由鐵鎳金屬礦物鐵紋石和鎳紋石組成;石鐵隕石是由鐵鎳金屬礦物和矽酸鹽礦物組成的,包括中鐵隕石和橄欖隕鐵。

       隨著研究的深入,近年來根據隕石結構、礦物-岩石學特征、化學組成及氧同位素特征,將隕石劃分為(wei) 未分異球粒隕石、部分分異原始無球粒隕石和分異無球粒隕石。球粒隕石又進一步劃分為(wei) 普通球粒隕石、碳質球粒隕石和頑輝球粒隕石等;原始無球粒隕石包括橄欖石無球粒隕石、橄輝無球粒隕石、橄欖古銅無球粒隕石、橄欖古銅隕鐵、輝石無球粒隕石,以及一些與(yu) 輝石無球粒隕石成因關(guan) 係密切的鐵隕石等;分異無球粒隕石包括鈦輝無球粒隕石、頑輝無球粒隕石、古銅鈣長無球粒隕石、鈣長輝長無球粒隕石、古銅無球粒隕石、火星隕石、月球隕石、中鐵隕石、橄欖隕鐵、以及部分鐵隕石等。

      目前,國際隕石數據庫中顯示65744件有效隕石的錄入,其中普通球粒隕石56115件,碳質球粒隕石2684件,火星隕石307件,月球隕石465件。這些珍貴隕石樣品是認識太陽係形成和演化的直接實物標本。

       阿連德球粒隕石於(yu) 1969年被目擊墜落於(yu) 墨西哥,其中所含的富鈣、鋁包體(ti) 形成於(yu) 太陽係演化的初始階段,近年來研究者們(men) 根據鈾校正鉛-鉛法測年結果,認為(wei) 太陽係形成於(yu) 距今約45.67億(yi) 年前,並在接下來的500萬(wan) 年內(nei) ,完成了原始星盤和球粒隕石的形成。

       研究人員根據滅絕核素法(鋁-鎂法)測得未分組無球粒隕石EC 002(該隕石為(wei) 2020年在阿爾及利亞(ya) 沙漠中發現的無球粒隕石)和NWA 11119(該隕石為(wei) 2016年在毛裏塔尼亞(ya) 發現的無球粒隕石)的形成時代為(wei) 45.65億(yi) 年,代表了太陽係內(nei) 最早期的火山活動,對於(yu) 探討太陽係早期原行星的形成以及原行星原始星殼的形成具有非常重要的科學意義(yi) 。

       古銅鈣長無球粒隕石、鈣長輝長無球粒隕石、古銅無球粒隕石和中鐵隕石通常被認為(wei) 來自灶神星。科學家們(men) 根據滅絕核素法(鉿-鎢法)測得部分灶神星隕石形成於(yu) 太陽係形成後的300萬(wan) 年內(nei) ,約45.64億(yi) 年前,時代上與(yu) 未分組無球粒隕石EC 002和NWA 11119相當。一些灶神星隕石所含鋯石鈾-鉛年齡顯示它們(men) 大多形成於(yu) 45.6-45.5億(yi) 年前,代表灶神星形成後廣泛的岩漿活動。

       科學家們(men) 對地球樣品和各類隕石鉿-鎢同位素組成研究計算出地球核-幔分異發生在太陽係形成後的1000—2900萬(wan) 年內(nei) ,月球則大約形成於(yu) 太陽係形成後的2900萬(wan) 年。月球通常被認為(wei) 某一星子與(yu) 原始地球相互撞擊後,由拋射物聚集形成的。支持這一假說的最主要證據是月球與(yu) 地球具完全一致的氧同位素組成。

       那麽(me) 隕石如何識別呢?由於(yu) 隕石在穿過地球大氣層的時候,與(yu) 大氣摩擦發生燃燒,所以對於(yu) 新鮮的目擊隕石,其表麵會(hui) 殘留熔殼、熔流紋和氣印等典型特征,比較容易辨認。對於(yu) 很久以前隕落的發現隕石,由於(yu) 受到後期的風化作用,熔殼已被剝蝕,則不易辨認。無論是球粒隕石,還是無球粒隕石,都需要通過科研部門(天文台或地質研究單位)儀(yi) 器檢測才能做最終確認並判定隕石類型。

     (作者係中國地質科學院地質研究所研究員)


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