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從天而降的隕石你了解么?

從天而降的隕石你了解么?



隕石(meteorite)是地球以外未燃盡的宇宙流星脫離原有運行軌道或成碎塊散落到地球或其它行星表面的、石質的,鐵質的或是石鐵混合物質,也稱「隕星」。大多數隕石來自小行星帶,小部分來自月球和火星。隕石根據其內部的鐵鎳金屬含量高低通常分為三大類:石隕石、鐵隕石、石鐵隕石。石隕石中的鐵鎳金屬含量小於等於30%;石鐵隕石的鐵鎳金屬含量在30%——65%之間;鐵隕石的鐵鎳金屬含量大於等於95%。由於多數隕石落在海洋、荒草、森林和山地等人煙罕至地區,而被人發現並收集到手隕石每年只有幾十塊,數量極少。它大多由天而落,形狀不一[1]。2016年1月,澳大利亞科廷大學的研究人員在澳大利亞南部的艾爾湖(Eyre)區域發現一塊有45億年歷史的隕石。它來自火星軌道之外,於2015年11月27日進入地球大氣層。

隕石的平均密度在3~3.5間,主要成分是硅酸鹽;隕鐵密度為 7.5~8.0,主要由鐵、鎳組成;隕鐵石成分介於兩者之間,密度在5.5~6.0間。隕星的形狀各異,最大的隕石是重1770千克的吉林1 號隕石,最大的隕鐵是納米比亞的戈巴隕鐵 ,重約60噸;中國隕鐵石之冠是新疆清河縣發現的「銀駱駝」,約重28噸 。隕石是來自地球以外太陽系其他天體的碎片,絕大多數來自位於火星和木星之間的小行星,少數來自月球(40塊)和火星(40塊)。全世界已收集到4萬多塊隕石樣品,它們大致可分為三大類:石隕石(主要成分是硅酸鹽)、鐵隕石(鐵鎳合金)、和石鐵隕石(鐵和硅酸鹽混合物)。有各種樣式的。


一、演變原理


通過對一些鑲嵌礫石的隕石進行觀察,使大家了解到小天體在太空中演變時的空間環境是:有大量的小天體圍繞著太陽運行,這些小天體的直徑大到數十公里、數百公里,小到數十厘米、數厘米的尺度,甚至更小的就像鵝卵石、砂塵顆粒大小。小天體在運行過程中經常相互撞擊,一般來說,尺度在十公分以上的小天體,都要遭到數千顆、數萬顆礫石或砂塵顆粒地撞擊!


由於這些小天體是以宇宙速度在太空中運行的,遠比槍彈、炮彈的行進速度大得多。因此,小天體之間相互撞擊所產生的撞擊力是很大的。在這種撞擊力的作用下,會使小天體之間的撞擊面上產生高溫高壓並使礦物岩石熔融變質而形成熔融體。這種熔融體的形狀千姿百態。概括地說,遺留在小天體外表的變質熔融體就是小天體的熔殼、熔坑和熔槽。遺留在小天體內部的變質熔融體就是熔洞壁、熔帶。通過對隕石的觀察發現,每次撞擊建造出來熔殼的厚度一般在一毫米至十毫米之間。

當一顆小天體遭到成千上萬顆礫石或砂塵顆粒撞擊以後,所產生的大量的局部性的小熔融體,就會疊加起來而構成小天體的外殼。一般地說,撞擊力越大,所產生的熔融體也就越大,建造出來的小天體的外殼也就越厚。通常在隕石上見到的小天體的外殼的厚度都在數毫米、數厘米以上。看一看新疆的大隕鐵,那厚厚的外殼就是經歷了成千上萬顆礫石、砂塵顆粒撞擊建造出來的。


隕石小天體之間相互撞擊常常會改變其內部的構造和結構。例如,會把球粒構造向無球粒構造轉變,當然,也可以把無球粒構造向球粒構造轉變。小天體墜落地面即為隕石。當其經過地球大氣層時,與空氣產生強烈摩擦,在高壓高溫作用下,其外表常常會熔融變質,冷卻以後,就會在隕石的表面生出一層厚度約為一毫米的熔殼。


一般來說,同一顆隕石有兩種熔殼,一種是在太空中小行星之間相互撞擊產生的熔殼,另一種是進入地球大氣層與空氣摩擦產生的熔殼。


二、隕石起源


隕石人們在觀察中發現,在太陽的衛星——火星和木星的軌道之間有一條小行星帶,它就是隕石的故鄉,這些小行星在自己軌道運行,並不斷地發生著碰撞,有時就會被撞出軌道奔向地球,在進入大氣層時,與之摩擦發出光熱便是流星。流星進入大氣層時,產生的高溫,高壓與內部不平衡,便發生爆炸,就形成隕石雨。未燃盡者落到地球上,就成了隕石。隕落在吉林樺甸方圓五百里的土地上的隕石雨就是這樣形成的。

科學家們說,地球每天都要接受5萬噸這樣的「禮物」。它們大多數在距地面10到40里的高空就已燃盡,即便落在地上也難找到。它們在宇宙中運行,由於沒有其它的保護,所以直接受到各種宇宙線的輻射和災變,而其本身的放射性加熱不能使它有較大的變化。所以它本身的記錄是可靠的。對於它的研究範圍有著相當廣闊的領域,比如高能物理,天體演變,地球化學,生命的起源。


近來,科學家們在二三十億年前的隕石中大量發現原核細胞和真核細胞。因此科學家斷定,在宇宙中甚至是太陽系在45億年前就有生命存在。在含碳量高的隕石中還發現了大量的氨、核酸、脂肪酸,色素和11種氨基酸等有機物,因此,人們認為地球生命的起源與隕石有相當大的關係。


另外,還有一種隕石被稱為「玻璃隕石」,它呈黑色或墨綠色,有點象石頭,但不是石頭;有點象玻璃,但它是一種很特別的沒有結晶的玻璃狀物質。它的形狀五花八門,一般都不大,重量從幾克到幾十克。已發現的玻璃隕石有幾十萬塊,而且另人奇怪的是它們的分布有明顯的區域性。關於玻璃隕石的來源和成因,還沒有定論。


三、隕石分類


石鐵隕石

石鐵隕石由鐵、鎳和硅、酸、鹽礦物組成,鐵鎳金屬含量30至65,這類隕石約佔隕石總量的1.2,故商業價值最高。該類隕石含鐵70%以上,其次為硅、鋁、鎳,主要礦物有錐紋石、鎳紋石、合紋石等,次要礦物為隕硫鐵、鉻鐵礦、石墨等。石鐵隕石根據起內部的主要成分和構造特點分為:橄欖石石鐵隕石(PAL)、中鐵隕石(MES)、古銅輝石——鱗石英石鐵隕石。


隕石石隕石


石隕石上硅酸鹽礦物如橄欖石、輝石和少量斜長石組成,也含有少量金屬鐵微粒,有時可達20以上。密度3至3.5。石隕石占隕石總量的95%。1976年3月8日15時,吉林地區東西12公里,南北8公里,總面積500多平方公里的範圍內,降一場世界罕見的隕石雨。所收集到的隕石有200多塊,最大的1號隕石重1770公斤,名列世界單塊隕石重量之最。吉林隕石表面,有黑色、黑棕色熔殼和大小不等氣印。化學組成成分為Sio2佔37.2,Mgo2佔3.19 Fe佔28.43。主要礦物有貴橄欖石、古銅輝石、鐵紋石和隕硫鐵;次要礦物有單斜輝石、斜長石等。


石隕石根據起內部是否含有球粒結構又可分為兩類:球粒隕石、不含球粒隕石。球粒隕石根據化學-岩石學分類被分為:E、H、L、LL、C 五個化學群類。E群中鐵鎳金屬含量最高,形成在一個極端還原的環境中,其橄欖石和輝石中幾乎不含氧化鐵;C群中的鐵鎳金屬含量最低(或不含鐵鎳金屬成分),形成在一個相當氧化的環境中,其橄欖石和輝石中的氧化鐵含量比值最高;H、L、LL群的形成環境界於E群和C群之間,其特點也界於E群和C群之間。無球粒隕石根據其氧化鈣含量的高低分為:貧鈣無球粒隕石、富鈣無球粒隕石兩個大類。貧鈣無球粒隕石中的氧化鈣含量小於等於3%;富鈣無球粒隕石中氧化鈣含量大於等於5%。

鐵隕石


隕石鐵隕石中含有90%的鐵,8%的鎳。它的外表裹著一層黑色或褐色的1毫米厚的氧化層,叫熔殼。外表上還有許多大大小小的圓坑叫做氣印。此外還有形狀各異的溝槽,叫做熔溝。這些都是由於它們有隕落過程中與大氣劇烈摩擦燃燒而形成的。鐵隕石的切面與純鐵一樣,很亮。鐵隕石約佔隕石總量的3℅。世界3號鐵隕石於19世紀末發現於我國新疆青河縣,大小為2.42×1.85×1.37,重約30噸。該隕鐵含鐵88.67℅,含鎳9.27℅。其中含有多種地球上沒有礦物,如錐紋石、鎳紋石等宇宙礦物。


四、怎樣鑒別隕石


鑒定一塊樣品是否為隕石,可以從以下幾方面考慮


一、外表熔殼:隕石在隕落地面以前要穿越稠密的大氣層,隕石在降落過程中與大氣發生磨擦產生高溫,使其表面發生熔融而形成一層薄薄的熔殼,因此,新降落的隕石表面都有一層黑色的熔殼,厚度約為1毫米。


二、表面氣印:由於隕石與大氣流之間的相互作用,隕石表面還會留下許多氣印,就象手指按下的手印。


三、內部金屬:鐵隕石和石鐵隕石內部是有金屬鐵組成,這些鐵的鎳含量很高(5-10%),球粒隕石內部也有金屬顆粒,在新鮮斷裂面上能看到細小的金屬顆粒。


四、磁性:正因為大多數隕石含有鐵,所以95%的隕石都能被磁鐵吸住。


五、 球粒:大部分隕石是球粒隕石(佔總數的90%),這些隕石中有大量毫米大小的硅酸鹽球體,稱作球粒,在球粒隕石的新鮮斷裂面上能看到圓形的球粒。


六、 比重:鐵隕石的比重為8克/cm3,遠遠大於地球上一般岩石的比重,球粒隕石由於含有少量金屬,其比重也較重。


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