 瑞典人博格·施密茨有一个奇怪的习惯。他会去任何有大面积石板地面的公共建筑，譬如机场或者火车站，然后趴在地上，手脚并用，眼睛紧盯地面，或静止或爬行。为此，他好多次跟保安人员发生冲突。 施密茨不是恐怖分子。他是世界上最重要的化石——陨石化石的猎手之一。陨石化石，即古代降落于地球，被埋进岩层的太空岩石。碰巧，大面积的石灰石地砖是寻找它们的绝佳地点。
每年大约只有3颗橄榄大小的陨石会落在像海南岛这般大的地方，人们能找到它们的概率微乎其微。现在请想象一下，你要找的是一块几百万年前坠落，被埋进地下坚硬的岩层中的陨石，难度之大，可想而知!但这并非不可能。在过去几年里，陨石化石的猎手们已经在陆陆续续发掘出它们，这些陨石化石正向我们吐露关于地球遥远过去的信息。 太空岩石影响到地球历史 区分陨石和地球岩石并不容易。新落下的陨石通常表面闪着迷人的光泽，因为它们在穿过大气层时被烧得透亮。但日久年深，它们也会失去光泽，跟普通石头差不多。识别陨石的最好方法是深入研究其化学成分。陨石中含有大量地球上罕见的元素，如镍或铱，这是它们太空“血统”的最可靠标志。 施密茨最早是在美国与路易斯·阿尔瓦雷茨一起工作时，对陨石产生兴趣的。阿尔瓦雷茨是诺贝尔物理学奖得主，他和他的儿子又是现在占主流的恐龙灭绝说提出者。这对父子假设，6600万年前，一颗巨大的小行星撞向地球，结束了恐龙在地球上的统治。但他们提出这一假说时，并未发现任何陨石碎片，只是在全世界恐龙灭绝这个时期的岩层中发现广泛分布着铱元素，估计是陨石在撞击时蒸发后留下的。
埋在石灰岩中的陨石化石 这是太空岩石影响地球历史的一个绝佳例子。施密茨想，还有其他例子吗? 为了找出答案，施密茨决定去研究陨石化石。但是在当时，几乎没有任何现成的陨石化石。一天，施密茨读到了一篇报道，说有人在瑞典的一个采石场发现了一些陨石化石。他立即联系这个采石场，并与其合作。采石场的工人在切出石板的时候，如果发现石板里面有别的石头镶嵌其中，就给他打电话。因为陨石落下后就会随着地壳运动，被埋入别的岩石中成为陨石化石。通过这种办法，在接下来的几年里，他每年大约能得到4块陨石化石。 似乎这个采石场非常特别，因为施密茨调查了其他采石场，都没有发现任何陨石化石的影子。最后，他有了一个主意，那就是到所有采购了这个采石场的石板的地方去寻找。这就是本文开头提到他在公共建筑地板上爬行的原因。 从找陨石化石到找微陨石化石 到了21世纪初，施密茨已经收集到40多块陨石化石。但用于研究，样本量还是太少了。他需要更多——而且他心中已经有了一个计划。 他的新计划依赖于这样一个事实：虽然大型陨石非常罕见，但越小越常见。当小到尘埃大小时，它们的数量是巨大的。现在每年都会有大约100吨的微陨石——尺寸小于1毫米的外星尘埃——撒落到地球上。 在古代的石灰岩中找微陨石是一个巨大的挑战。施密茨的想法是，由于陨石中常含有坚硬矿物——铬铁矿，所以他以找含有铬铁矿的陨石为主。铬铁抗腐蚀强，工业上铬铁合金常作为生产高强度、抗腐蚀、耐高温、耐氧化的特种钢的添加材料。为此，他用强酸来溶解采石场的大块石灰石，因为石灰石的主要成分是碳酸钙，易溶于酸，这样就会把铬铁矿微陨石分离出来。 到2003年，他用这种方法收获了500多颗微陨石，它们形成于大约4.85亿到4.9亿年前的奥陶纪时期。他发现，在一块石灰石的小断层内，微陨石出现的概率大幅度上升。这有力地证明，在这个小断层形成的大约100万-200万年里，地球受到了比平时强烈100倍的太空陨石的袭击。
到底发生了什么?施密茨的解释是，这可能是来自小行星带中的一些小行星，大规模地脱离自己的轨道，碰撞地球造成的。这应该是一次史诗般的事件，因为它是至今登陆地球的许多陨石的来源。 这次事件对地球历史有何影响?在奥陶纪的这一时期，地球正在经历一个可与恐龙灭绝相媲美的转折点：奥陶纪生物大辐射事件。即在5亿多年前，地球生命的进化似乎出现了停顿，然后又以最快的速度爆发，短时间内产生了大量的新物种。施密茨推测，这是因为大量撞击地球的陨石造成了一些生物的局部灭绝。但它们在生态系统中腾出来的空缺，再次被新生命填补。 如果他的猜测得到证实，这将是太空陨石影响地球历史的第二个例子。 陨石化石可以告诉我们远古地球大气 与此同时，施密茨关于微陨石化石的研究引起澳大利亚莫纳什大学的安迪·汤姆金斯的兴趣。他工作的地方正好是地球上已知的最古老岩石所在地。这些岩石形成于大约27亿年前，其中包括著名的叠层石。叠层石是古代细菌依附在其上生长的岩石，是我们迄今关于微生物产生的最古老的证据。 汤姆金斯从当地荒漠中挖出了大约10千克石灰石块，并把它们运回了实验室，切成立方体，用酸溶解，并用磁铁和筛子筛选出没有溶解的残余物。他最终得到了60颗铁质微陨石。这些来自27亿年前的微陨石，是迄今为止发现的最古老的陨石。 汤姆金斯意识到，这些陨石中的氧化铁一定是在陨石划过天空，以极快的速度摩擦地球大气层时形成的，因此它们在这个过程中捕获了地球大气中的氧原子。但是，传统的理论认为，地球大气层在27亿年前基本上不含氧气。那怎么解释陨石中氧化铁的来源呢?科学家通过电脑模拟实验证明，如果大气中含有大约25%的二氧化碳，在高温摩擦的情况下，也能像氧气一样氧化陨石中的铁。 这意味着，陨石化石就像时间胶囊，可以告诉我们远古时代地球大气组成的信息。除了通过它们，我们目前还无法从别的途径了解这些信息。 陨石化石比我们知道的还普遍 陨石化石引起越来越多的人的兴趣。还在攻读博士学位的英国人马丁·苏特尔，有一天在英国萨里郡父母家附近的路边发现了一些裸露的石灰石块。结果发现，这些岩石属于白垩纪(恐龙统治地球的最后时期)，有着8700万年的历史。苏特尔以与汤姆金斯类似的方式处理岩石，提取了76颗微陨石。 然而，这些微陨石与施密茨或汤姆金斯发现的那些非常不同。它们在本该出现镍的地方，却出现了锰! 这很奇怪——不过，当他仔细想一想，意识到这是有道理的。化石形成的过程经常会改变材料的组成。以恐龙化石为例，它往往根本不是恐龙骨头，而是沉积在骨头原来所在空间的矿物质。苏特尔意识到，陨石在化石化的过程中，可能已经将镍置换成了锰。 这是一个改变游戏规则的发现。过去任何在古代沉积物中发现含锰颗粒的人，都不会认为它们来自太空，因为其中缺少镍。这样一来，很多陨石化石都被错过了。如此说来，陨石化石比人们知道的要多得多。 苏特尔如今正在领导一个团队，研究英国伦敦自然历史博物馆收藏的海洋沉积物中的微陨石化石，并计划利用它们来帮助重建地球过去的大气组成。 |
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