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“天外來客”到訪地球 打開正確認識它的方式

發布時間:2019-10-20 | 人圍觀

編者按:前幾天我們講了看到流星不要“盲目追星”,今天,我們來講講這些“天外來客”的“正確打開方式”。
 
  大家是不是都關注了10月11日凌晨,吉林松原的上空疑為隕石墜落的新聞呢?作為一名“天外來客”,隕石是科學家們了解宇宙的窗口,目前確認了多少顆隕石?它又有那些分類呢?
 
 
  隕石(Meteorite)是來自外太空,穿越地球(或其它行星)的大氣層并與之撞擊后,未被毀壞的小行星或流星體的殘余部分。與深空探測采樣返回的地外樣品相比,降落在地球的隕石是自然免費贈予人類用于研究地外物質的天然“考古”樣品。
 
  截至到2019年10月12日,國際隕石學會已正式命名的隕石多達61929個,其中大部分隕石是來自于火星和木星之間的小行星帶(Asteroidal Belt),少量來自火星和母體較大的月球(僅1%,數據來源:Meteoritical Bulletin)。
 
  根據化學成分、礦物結構和同位素組成等差異,隕石有多種分類方案,最常見的是將隕石分為球粒隕石(Chondrite)和非球粒隕石(Non-chondrite)兩大類(Krot et al., 2005)。其中,球粒隕石是最常見的一種隕石類型,占已收集隕石數量的85%以上,主要特點是含有圓球狀的硅酸鹽礦物集合體球粒;非球粒隕石的母體經歷了不同程度的熔融分異作用,常常不含球粒。
 
圖1.普通球粒隕石的手標本照片和背散射電子圖像(來自國家天文臺月球與深空探測研究部的蔡司Supra-55場發射掃描電子顯微鏡)圖1.普通球粒隕石的手標本照片和背散射電子圖像(來自國家天文臺月球與深空探測研究部的蔡司Supra-55場發射掃描電子顯微鏡)
圖2.鈣長輝長無球粒隕石(Eucrite)的背散射電子圖像(來自國家天文臺月球與深空探測研究部的蔡司Supra-55場發射掃描電子顯微鏡)圖2.鈣長輝長無球粒隕石(Eucrite)的背散射電子圖像(來自國家天文臺月球與深空探測研究部的蔡司Supra-55場發射掃描電子顯微鏡)
  根據化學成分的不同,球粒隕石又可以分為(隕石分類的單位為群):碳質球粒隕石(Carbonaceous Chondrite),普通球粒隕石(Ordinary Chondrite)、頑輝石球粒隕石(Enstatite Chondrite),以及后續發現的R(Rumuruti)群球粒隕石和K(Kakangari)群球粒隕石。前三類球粒隕石又可以細分為13個群。其中,碳質球粒隕石含有更多的碳和基質,成分更為原始,細分為8個群(CI, CM, CO, CR, CB, CH, CV和CK);普通球粒隕石包括3個群:高鐵群(H群),低鐵群(L群)和低鐵低金屬(LL群);頑輝石球粒隕石可以分為高鐵群(EH群)和低鐵群(EL群)。每個群的全巖化學成分、礦物特征和氧同位素組成等均落在特定的小范圍內,不同群之間相互混合的情況較少,偶爾在隕石基質中出現其他隕石群的碎片,這說明每個群的球粒隕石的母體各不相同。
 
  根據NASA近地天體研究中心(Center for Near Earth Object Studies)的資料,近日長春隕石降落的北京時間為2019年11日0點16分36秒,空爆中心位于東經122.9度,北緯44.3度,位于內蒙古通遼市東北75公里左右,距離長春西北部約200公里。隕石撞擊體的直徑2至4米左右,速度為14km/s,預估可能有1至10千克的隕石能夠到達地面,撞擊時釋放的能量為570噸黃色炸藥(TNT當量)。目前由于缺少樣品的實驗室分析,該隕石的具體分類尚未可知。
 
圖3.長春隕石降落(引自網絡)圖3.長春隕石降落(引自網絡)
  這并不是長春觀察到的唯一一次降落隕石。早在1976年3月8日15時,吉林市永吉縣及蛟河市就曾發生過目前世界上規模最大的一次隕石墜落事件,500平方公里的平原地域內共收集到較大隕石138塊,總重2616公斤,其中最大的一塊重量達1770公斤。后續的科學研究表明,該隕石屬于H型球粒隕石。
 
圖4.吉林隕石(引自百度百科)圖4.吉林隕石(引自百度百科)
  除了長春隕石降落之外,2018年6月1日降落于西雙版納的曼桂隕石是最近發生在我國境內的另一次隕石降落事件。該次隕石降落在20km²區域內,共收集了約500塊樣品,總重約50kg。根據國家天文臺電子探針實驗室的成分分析結果,該隕石屬于L型普通球粒隕石,曾經歷過比較強烈的沖擊變質作用。NASA的近地天體研究中心,沒有該次隕石降落的記錄資料,可能是由于該次隕石撞擊體直徑較小。
 
圖5.曼桂隕石手標本照片(紅色表示氧化斑點,SMV表示黑色沖擊熔脈,引自計江龍等,2019)圖5.曼桂隕石手標本照片(紅色表示氧化斑點,SMV表示黑色沖擊熔脈,引自計江龍等,2019)
  2013年2月15日,降落于俄羅斯的Chelyabinsk隕石是自1908年Tunguska以來,陸地上發生的最大一次隕石撞擊事件。根據化學成分分析結果,該隕石屬于LL型普通球粒隕石。Chelyabinsk隕石撞擊釋放的總能量相當于44萬噸黃色炸藥(TNT當量),接近廣島核彈能量的34倍,是長春隕石降落的770倍!即使如此,Chelyabinsk隕石撞擊釋放的能量仍尚不足以造成地震事件,長春隕石降落之前的地震與此次隕石降落關系不大。
 
  該隕石降落不久,來自俄羅斯、美國、芬蘭、荷蘭、挪威、日本、韓國、中國、德國的科學家,利用天文學、地球物理、氣象學、宇宙化學等多學科對該隕石開展了綜合研究,為近地小行星的研究和制定行星減災保護戰略提供依據。

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