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漫话陨石与陨石坑(4)
2022-03-06 | 阅:  转:  |  分享 
  
漫话陨石与陨石坑(4)

胡经国



六、月球陨石和火星陨石

1、月球陨石发现

第一颗月球陨石YAMATO791197,在1979年于南极洲被发现但当时不知道它自何方。第一确认自月球的陨石为1981年在南极洲被发现的AllanHills81005。当时,有多其它陨石一同被确认自月球,合重8公斤左右。

陨石自月球的证据,来自与采集的月球岩石所作的矿物学、化学成分及成分比较。第一被确切指出来源位置的月球陨石为2002年阿曼发现的SayhalUhaymir(SaU)169。该陨石34万年前Lalande环形山撞击。月球受巨大撞击时,碎片便离开月面。在SayhalUhaymir(SaU)169之前,科学家仍没法确切指出某一月球陨石形成于哪一个环形山。过测量陨石上的惰性气体发现月球陨石一般在10万至100万年前才抵达地球表明这些陨石离开月面后,并非马上飞往地球,而是在绕地月系统的轨道上运行了一段很长的时间。

当月球陨石的于1981年被公布时,人们怀疑可能有陨石自火星。有人猜测在月球上可能有自地球的所谓“地球陨石”。由于地球上早于39亿年前形成的岩石已被各种地质作用改变净尽,假如真的存在地球陨石(但月球没有大气层,陨石落月面的速度将远高于落地面的速度,有可能会因猛烈爆炸而消失),它可能保存了早期地球的地质资讯因此有科学家提出到月球采集地球陨石的太空任务。

现时,每1000发现的陨石,就有1属于月球陨石其余绝大多数来自。但在19世纪初期,大部分科学家认为所有陨石皆来自月球。

月球陨石是唯一能够私下收藏的月球岩石。所有登月任务采得的岩石皆属于全人类,作科学研用途,禁止私人拥有或买卖。同样地,在南极洲找到的月球陨石,亦被视作属于全人类。只有在其它地区找到的月球陨石(例如:阿曼)才能像普通陨石买卖。MartianMeteorite)火星受到小行星巨大撞击后,岩石碎块逃逸火星引力,其中一部分进入了地球的引力范围,最后陨落到地面成为火星陨石。迄今为止发现的火星陨石共15块。其中5块为降落型,6发现于南极,4发现于荒漠。火星陨石都是非球粒陨石岩石类型包括:

辉玻岩

Shergotty,Zagami,EETA79001,QUE94201,DarAlGani476,Y793605,

LosAngeles,ALH77005,LEW88516;

辉橄岩Nakhla,Lafayette,Governador,Valadares;

纯橄岩Chassigny;

斜方辉岩ALH84001。

根据火星陨石的宇庙成因核素,可确定至少5次击溅射事件

0.8Ma(EETA79001)

2.8Ma(Shergotty,Zagami,QUE94201)

3.8Ma(二辉橄榄岩)

11Ma(辉橄岩

14.4Ma(ALH84001)。

七、地球南极陨石

1、南极陨石概述AntarcticaMeteorite)南极洲的陨石

一般来说,在南极地区发现和收集的陨石样品类型与非南极陨石的类型相似但在南极陨石样品中除已知的陨石类型外,还发现一些独特的和新的陨石类型。例如,已在南极陨石中发现8块来自月球的月球陨石它们都是富长石的角砾岩(斜长岩质角砾岩)从化学组成看,它们不仅来自月球高地,而且来自从地球表面不可能见到的月球远边或背面它们代表了5次不同的冲击和落事件。此外,在南极陨石中还发现2块可能是来自火星的火星陨石。月球陨石和火星陨石的发现,表明陨石除来自小行星带外,还有其的来源这是陨石学和天体化学研究领域的重大突破

1912~1980年,人们在南极洲找到5021块陨石表明南极洲是世界巨大的陨石库。

在1969年以前,苏联、美国和澳大利亚的考察队在南极洲找到6块陨石。

1969年l2月,日本第10次南极考察队,在昭和基地南方300公里处的大和山脉南部的冰面上发现了9陨石。第l4次队又在同一地区发现了12陨石。这些陨石若是一次偶然的发现,则其数目未免多了些况且还包含着各种各样的陨石种类这就不仅说明这些陨石不是同一次落下的陨石群,而且还暗示将有可能发现更多的陨石。其后,日本进行了有组织的陨石调查,果然在大和山脉周围发现了5500陨石。通过分析和总结,科学家发现南极冰盖的蓝冰区是陨石的富集区域,并且搞清了陨石富集的原因。

1969~1980年日本南极考察队在大和山区等地收集到4294块陨石。1976~1980年日本美国联合考察队和美国新西兰考察队在阿伦等地区收集到721块陨石。到1980年截止各国考察队在南极洲共收集到5021块陨石。

现在,在南极发现的陨石已经超过12000,占了世界陨石总量的90%。,最重的石陨石为阿伦769,L6型,重407;最重的铁陨石为德里克-78009,重131.8;最小的陨石克重,一般为数百克。南极洲陨石的命名,经陨石学会陨石命名委员会讨论决定,统一按以下规则命名:发现地点发现年代和陨石顺序号如:大和790112,为在大和地区1979年发现的第112块陨石。大和790112重23.97克属碳质球粒陨石阿伦769.2,为在阿伦地区于1976年发现的第9块陨石,该陨石经人工切割制成许多碎块,上述编号指切制的第2号碎块。阿伦769.2重102。

南极洲陨石主要保存在美国休斯敦约翰逊空间中心和东京日本国立极地研究所等处样品放置在由不锈钢制成的容器中,并用液氮冷却保持在-40的条件下另有一小部分保存在-20的条件下在陨石仓库建筑物内,压入流动的干燥氮气,氮气中的氧气和水蒸气含量小于。

世界上著名的陨石研究实验室,都对南极洲陨石作了较系统的研究矿物成分、结构构造、岩石化学分类、磁性分类、化学成分、微量元素有机成分、物理性质、冲击特征、形成年龄、暴露年龄和落地年龄等。

南极陨石的地球年龄一般可达几十万年,比其大陆陨石的地球年龄高出100多倍现已发现有2块南极陨石的地球年龄长达500万年。说明冰的运移和消,对陨石在特定区域富集起了重要的作用。

2、南极陨石富集的原因

在南极冰盖的某些地区,为什么能有大量的陨石被集中地发现呢?是不是在南极从天而降的陨石特别地多呢?其实,在世界各地,陨石出现的可能性是大致相等的,只不过落在南极的陨石更加容易保存下来,并且非常容易被冰盖考察科学家发现罢了。落在南极冰盖上的陨石会深深地钻冰面以下由于南极寒冷洁净的自然条件,这些陨石被很好地保护起来,并随着冰川的流动而运动。当冰川遇到内陆山脉和冰盖下隐蔽山脉时,由于冰下地形的影响,冰被阻后不断上升表层冰雪不断升华有些地区冰的抬升速度和升华速度大约是10厘米,使冰中的陨石距离冰面越来越近,埋藏越来越浅最终暴露在冰雪表面,并逐步集积在阻挡冰流的山脉处。在南极冰盖纯白色冰面上,这些黑褐色陨石是非常现眼的,甚至在很远处就可以发现。

存在南极冰盖中的陨石,随冰雪的流动被一同推往大海的方向其中绝大多数陨石将最终入大海,被人类发现的只是其中极小的一部分。

3、南极陨石的特点在世界其大陆都发现过陨石,但南极陨石确有它的独特之处。因为南极陨石有其大陆无法比拟的特点:南极陨石的地球年龄最长年龄是指陨石落到地球表面后保存的年龄。在其大陆,由于风化作用和环境条件因素,陨石落地后不能保存几千年。而南极大陆冰雪严寒,对陨石可起保护作用,抑制了陨石的。所以南极陨石的地球年龄一般可达几十万年,比其大陆陨石的地球年龄高出100多倍现已发现有2块南极陨石的地球年龄长达500万年。南极大陆陨石储量最大现在,在南极发现的陨石已经超过12000,占了世界陨石总量的90%。南极陨石类型最丰富

到1989年为止,在数以万计的南极陨石中已查明有9块是来自月球的月球陨石其中8块来自月球表面它们是研究月球成因的无价之宝。还有2块能说明火星发展史的火星陨石。此外,还发现一时难以辨别的独特的陨石类型。这些都是其大陆不曾发现的。南极陨石的原始状态最好陨石长期在冷冻和无菌条件下保存,几乎没有受到地球上其物质的污染这就最有利于研究太阳系内外星体的历史演变过程。南极大陆上的陨石较容易被发现在世界各地,陨石出现的可能性是大致相等的,只不过落在南极的陨石更加容易保存下来,并且非常容易被冰盖考察科学家发现罢了。在南极冰盖纯白色的冰面上,这些黑褐色的陨石是非常现眼的,甚至在很远处就可发现。据大英博物馆记载,除南极洲外,至今世界上发现的陨石只有2500,而至今在南极发现的陨石就达15000。为什么南极洲能有这么大量陨石被集中发现呢?这是由于南极特殊的自然环境和冰雪地貌。掉进南极洲冰中的陨石,随冰雪的流动被一同推向大海的方向,其中多数陨石掉进海中。有些陨石,流动中碰到冰盖下的隐蔽山脉便逆坡流动冰被阻挡后不断消耗,而陨石便富集裸露于表面。所以,南极陨石的特点是:数量大,类型多,储存年代久,弱氧化,少污染。

4、南极陨石的科学价值

陨石的重要价值在于,它携带着、包含着许多有关太阳系早期历史的资料和信息,可以从它那里了解到宇宙演变情况,甚至还可以知道其星球上有无生命存在。南极陨石是科学家揭示宇宙奥秘的一把钥匙,价值黄金还宝贵。

南极洲陨石的大量发现是空间化学的重大进展之一。南极洲陨石的研究,对于探讨太阳星云的凝聚环境,行星和小天体的形成历史,陨石的分类,宇宙线在时间和空间上的稳定性都有重要意义。

19741976年,美国科学家在南极采到2块稀有的陨石他们从中发现了6种非生物来源的氨基酸要知道,氨基酸是构成蛋白质的基本单位有氨基酸才能有蛋白质,有蛋白质才能有生命。从这一重大发现可以推断,在地球上的生命起源之前,所发生的某些化学过程,在其一些星球上也曾发生或者正在发生。陨石中氨基酸的发现,为研究地球外生命起源提供了有价值的材料。,美国航空航天局宣布,美国科学家通过分析3万年前掉入南极冰盖中来自火星、未受污染的陨石,发现了一些非常细小的古老的单细胞生命推断火星可能存在着生命于1996年派遣两艘飞船前往火星,计划在2003年取回火星上的岩石样。这块存有火星生命证据的像垒球大小的陨石,是采自南极洲阿兰山,为ALH号的陨石样品。大约在1500万年前,一颗小行星或彗星撞击火星外壳,所产生的沿着绕太阳转的轨道运行直到1.3万年前,它落到南极洲的阿兰山,在那里一直隐藏到1984年才被发现。

南极大陆被称为陨石的宝库它是研究宇宙物质及其形成、宇宙和地球相互作用的极其重要样本。俄罗斯科学院通讯院士、古生物研究所所长罗扎诺夫宣布,俄罗斯古生物所和美国宇航局的专家对陨石碎片进行了共同研究,并从中找到了一种极简单的微生物。这种微生物与现在地球上的细胞形态相似,只能生长在有水的地方,但其年龄比地球老得多。们地球出现之前就存在于宇宙中的生命。

总之,南极确实隐藏着大量的信息,它可帮助揭开地球以及宇宙的过去和未来是地球留给人类的不可多得和不可再生的天然实验室。因此,保护南极和探索南极,让它更好地为人类服务,是生存在地球上每一个人的应尽义务。

中国第15次、16次、18次南极考察队于1999年、2000年和2002年三次组织格罗夫山地区综合考察在位于南极冰盖深处的格罗夫山地区,总共发现了4482块珍贵的南极陨石其中有两块是来自火星的陨石,“GRV99027”和“GRV020090”。“GRV99027”号火星陨石重9.97克,表面覆盖着很薄的黑色熔壳。“GRV020090”号火星陨石重7.54克。这两块火星陨石属于较稀有的二辉橄榄岩,全世界仅有6块这样的陨石。不仅填补了国在此项研究领域的空白,而且使得中国的陨石库在世界排名第三国南极考察队发现的这些陨石有铁镍陨石和球粒陨石,已经带回国内分析研究。考察队发现格罗夫山地区是南极又一个陨石富集区。1998年至2006年,对东南极的格罗夫山内陆地区开展了4次科学考察活动。共收集陨石样品9834块,其中包括2块火星陨石和多块特殊类型的陨石。

中国对南极陨石的采集回收,一开始就制定了规范管理条例和共享机制。所有在南极采集的陨石,都进行了详细编录和登记,集中保存在中国极地研究中心的陨石库中。并且,于2000年组建了中国南极陨石专家委员会,指导中国南极陨石科学研究工作,负责评审国内外研究者使用南极陨石样品的申请。

从2006年起,中国南极陨石的分类工作得到了国家“南、北极生物和地质标本资源标准化整理与共享试点”项目的资助,计划在3年内完成2350块陨石样品的分类工作。有关陨石专家正在对南极陨石进行深入研究,成果将以论文的形式发表。专家认为,除了格罗夫山以外,中国南极考察还应扩大陨石考察范围。

南极不仅是陨石的富集区,还是收集宇宙尘最理想的区域。专家指出,除了陨石穿越大气层烧蚀产生的消融型宇宙尘以外,还有大量的星际尘埃不断沉降在地球表面,其中相当一部分颗粒甚至比陨石更原始。由于南极绝大部分地区被冰雪覆盖,而且远离人类活动区域,因而南极冰雪中混入的地球尘埃远低于其它地区,具有最高的宇宙尘相对含量。结合中国南极内陆考察,开展南极冰雪中宇宙尘收集,将拓展中国南极陨石收集和研究的范围。

⑶、中国首块月球陨石系误判

200622次南极考察中,媒体曾经报道的“我国第一块月球陨石”,其真实身份是灶神星陨石。这则新闻的背后,是科学家实事求是的“科学精神”。

灶神星和谷神星是火星和木星之间小行星带里个头最大的成员灶神星是第二大的小行星,仅次于谷神星。9834块陨石中,已经有683块报上“国际户口”,全部收录在《南极陨石目录与图集》中。

翻阅厚厚的《南极陨石目录与图集》,有敏锐洞察力的“人”发现了一个问题:为什么这本专辑中没有收录“我国第一块月球陨石”的图片?

②、陨石发现者承认误判

要解开疑云,最直接的方法是访问陨石的发行者,中国科学院地质与地球物理研究所研究员林杨挺。在中国第22次南极考察中,他发现了“我国第一块月球陨石”并做出判断。

但是,直接造访,此行的结果不是报道一项科学成果,还有可能否定一项成果,科学家会不会愿意接受采访?通过电子邮件联系得知,并且得到证实:“我国第一块月球陨石”的真实身份是灶神星陨石。林教授已经在多个学术场合,公开更正了自己原先的判断,只是新闻界没有报道过。

③、误判源于野外作业肉眼鉴定

“否定了我国唯一可能的一块月球陨石,当时确实很沮丧。”从南极回来第一件事就是对这块“疑似月球陨石”进行仪器分析,以验证自己现场仅凭肉眼和经验的判断。

由于这块陨石样品仅有0.8克,为了尽最大努力减少切割样品的损耗和避免可能的污染,他曾专门到沈阳一家工厂,利用切割光学晶体的一种金刚石线锯,花一整天的时间将陨石剖成两半。回来后,将其中半块样品用环氧树脂注胶后,再切割出一块薄片,制成可在显微镜下观察的光学薄片。

“当时在显微镜下观察时,感觉不大对劲。没有看见预期的、月壤角砾岩特有的结构。进一步,将样品置于电子探针下,对其中的各种矿物做化学成分的定量分析,结果证实了自己判断失误。”林杨挺说道。

在后来,多个学术场合,林杨挺公开更正自己原先的判断,并在向国际陨石学会陨石命名委员会申报陨石命名时,将其类型划分为灶神星陨石,编号为GRV051523。

月球陨石有两大类,即玄武岩和斜长岩,还有一些是这两类的混合体。如果是玄武岩,仅凭肉眼很难判断是否为月球陨石,因为同类型陨石还可能来自火星或是灶神星。但是,斜长岩质的陨石是月球特有的。

林杨挺回忆,当时在南极格罗夫山蓝冰上,第一眼看见这块陨石,就感觉它很特殊,基本上有把握认为它可能来自月球、火星或是灶神星。特别是这块陨石与中国在南极发现的2块火星陨石和1块灶神星陨石有较明显差异;表面可以看到明显的、大面积的斜长石角砾,甚至陨石特有的熔壳都呈现透明状(通常陨石的熔壳是黑色的),依稀可看见里面的瓷白色斜长石,外观很像斜长岩质月球陨石。所以,当时肉眼鉴定为“我国第一块月球陨石”。

“在条件艰苦、没有任何检测设备的南极,科学家仅凭肉眼能发现陨石就已经很不容易,对于陨石的类型出现的判断失误,完全可以理解。”国家海洋局极地考察办公室书记魏文良如是说:“通过科学鉴定,我们的科学家实事求是地更正了自己的失误,这是一种非常值得肯定的‘科学精神’。”

中国探月工程首席科学家、科学院地化所欧阳自远院士认为,GRV051523虽然不是月球陨石,但是同样具有很高的科学研究价值,为我们了解灶神星的物质组成、岩浆分异,以及多阶段撞击和热变质历史,提供了新的材料。





2010年11月25日编写于重庆

2011年5月11日修改于重庆

2022年3月6日修改于重庆

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(本文系胡经国图书...原创)