又冷又艱苦 但科學家就是愛在南極追蹤隕石蹤跡
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每年1月份，南極洲的橫貫南極山脈(Transantarctic Mountains)都處於夏季，天氣晴朗，這個廣袤空曠的地方溫度只有零下18攝氏度。往年，地質學家斯坦利·洛夫（Stanley Love）都在美國德克薩斯州的休斯頓工作。現在，他和其他六名科學家正騎著雪地摩托穿越耀眼的白冰。他們滿載著帳篷、火爐、睡袋和食物。在接下來的六個星期里，這個團隊將在地球上最寒冷、最充滿敵意的大陸上露營。條件極度惡劣，但這是他們完成尋找隕石任務的唯一途徑。
圖1：每年，來自「南極洲尋找隕石」(ANSMET)項目的科學家們都要在南極洲的冰原上露營幾個星期。他們使用雪地摩托旅行，尋找並帶回隕石。這是個剛剛取得成功的團隊。
隕石是來自太空的岩石，並墜落在地球上。它們著陸之前被稱為流星，著陸後則被稱作隕石。到達地球後，它們可以為我們提供許多無法從地球岩石中學到的東西。許多隕石的年代都很古老，它們來自我們太陽系的早期，大約46億年前，比地球岩石古老得多。此外，隕石也可以攜帶有關它們來源的線索，可能是月球或火星，這也難怪科學家們都在尋找它們。
每年，有許多流星進入地球大氣層，大多數都在落地前燒毀。儘管如此，還是有許多隕石到達了地球表面，每年有多達84000顆比大理石還大的隕石墜落。乍聽起來，似乎落在地球上的隕石很多，但大多數幾乎是不可能找到的。
圖2：地質學家斯坦利·洛夫（Stanley Love）發現的隕石
它們可能被植物的葉子隱藏著，或者與地球岩石混合起來，也可能沉入了深水中。但是在廣袤的南極洲大陸上，發現隕石就像在黑色中辨別出白色那樣容易。這就是為什麼像洛夫這樣的科學家團隊幾十年來始終在南極的極端環境去尋找它們的原因。名為「南極洲尋找隕石」(ANSMET)的研究團隊協調了這些探險活動。
當一塊隕石落在南極洲之前，它已經穿越了超過160萬公里的太空。在被像洛夫這樣的科學家發現後，它就會開始一段新的旅程。這些岩石最終到達華盛頓特區，被送到史密森學會的隕石圖書館，那裡收集有來自世界各地的隕石碎片。它們被借給許多科學家，以便用它們尋找地球起源的線索，甚至外星生命存在的跡象。
在冰上，洛夫和他的同事發現了一個黑點。就像獵人們一樣，雪地摩托上的騎手們調整了方向。這塊石頭大約與高爾夫球大小相當，它是一塊隕石嗎?很有可能。畢竟，除了天空之外，這裡還有什麼地方會有石頭呢?不過，科學家們仍在尋找確鑿的線索。岩石呈現黑色，且質地細密。它有熔融外殼，即通過地球大氣層時因溫度過高而熔融的塗層。
圖3：洛夫團隊2004年在南極洲發現的隕石RBT 04262
這的確是塊隕石。隨著太空岩石的出現，科學家們又開始變焦了。在雪地上高速行駛時，他們掃描廣闊的白色區域。洛夫和他的團隊前往下一個位置。與此同時，其他ANSMET戰隊也獲得了許多隕石。他們給小塊岩石標上RBT 04262的標籤。RBT代表著這塊隕石被發現的地名——羅伯茨·馬西夫（Roberts Massif），那裡位於南極洲的橫貫南極山脈(Transantarctic Mountains)。04代表它是於2004年被發現的，而262則代表隕石是當時被收集的第262塊隕石。
在平均六周的野外搜尋活動中，ANSMET團隊將可以收集550塊隕石，這比地球上任何其他地方都要多。洛夫說：「南極洲不僅更容易找到隕石，冰的流動實際上可以讓這些岩石聚集起來。」他解釋說，冰正在慢慢移動，水流可以將隕石聚集在某些特定地方，例如在那些冰被帶到地表的地方。更重要的是，南極洲乾燥的冰凍環境使它們得以保存下來。此外，持續的風沖刷著冰，這可能會讓數十萬年前著陸的隕石暴露出來。
除了是個地質學家，洛夫成為南極洲隕石獵人還有另一個巨大優勢。他是美國宇航局（NASA）的宇航員，曾在NASA接受過應對太空緊張條件的訓練。2008年時，洛夫花了12天時間前往國際空間站執行任務。這種與世隔絕的經歷與在遙遠的冰原上露營有著驚人的相似之處，這也是隔離。
無論你身在何處，與小群體生活在廣袤的地域都是一種挑戰。而無論是在太空還是在南極冰原上，即使是每天的例行公事也會變得異常艱難。例如，洛夫指出:「堅持洗澡都非常難。」
圖4：美國宇航局宇航員斯坦利·洛夫（Stanley Love）正在南極洲尋找隕石
洛夫補充說，要想參加這樣的旅行，無論是在南極洲還是在太空，你都需要保持好平衡，而且不能輕易被壓力壓垮。他指出：「瑣碎小事都會開始困擾你。」而且，除了洗澡困難外，在南極洲露營和在太空探險還有其他相似之處。事實上，宇航員在進入太空之前經常去南極洲接受訓練。
回到冰面上，隕石狩獵結束了。搜尋小組乘飛機返回麥克默多站（McMurdo Station），這是美國位於南極洲羅斯島尖端的研究中心。在那裡，科學家們準備將隕石運回華盛頓。每塊石頭都被放在單獨的袋子里，然而被冷凍起來以防止地球上的污染物。這些隕石在被凍結的情況下，被迅速送往位於德克薩斯州休斯頓的約翰遜航天中心。
在那裡，美國宇航局的地質學家對每塊太空岩石進行分類、稱重和拍照。與此同時，洛夫和其他團隊成員終於可以洗個熱水澡，並安心回家了。他們不知道他們找到的隕石里蘊藏著什麼樣的秘密，然而他們知道這是值得的。洛夫說:「得到這些樣本很麻煩，但它們可以告訴我們生命源自哪裡。」
從約翰遜航天中心，隕石再被運往世界上最大的隕石庫之一，它位於馬里蘭州史密森學會的博物館支持中心，地質學家卡里·克里根（Cari Corrigan）自2008年以來始終在整理、儲存和追蹤隕石。克里根每天的生活都圍繞著裝滿隕石碎片的櫥櫃組成，這裡大約有17000塊隕石。
這些硬幣大小的隕石碎片被放置在薄玻璃片或塑料瓶中。它們被安置在特別「乾淨」的房間里，櫥櫃中使用氮氣加壓。這樣可以保持隕石的乾燥和安全，避免生鏽(由於與氧氣反應)或被污染，如灰塵或有機物(如皮膚)。事實上，為了防止污染，克里根和她的同事們都穿著防護裝備。
克里根曾接觸過許多隕石，地質學家甚至以她的名字為太空岩石命名。它被稱為9924 Corrigan，目前正在太陽系周圍呼嘯而過。也許有一天，它也會在南極洲著陸。
克里根解釋說，大部分隕石都是從小行星上剝離的碎片，其中許多來自小行星帶。這是個位於火星和木星軌道之間的太空岩石區域，那裡充滿了在太陽系初期形成的富含鐵元素的岩石。但它們從未成為更大行星體的一部分。有些隕石來自其他天體，特別是月球或火星。在這些情況下，因巨大撞擊而被拋入太空的岩石碎片就變成了隕石。
為了確定隕石來自哪裡，科學家們研究了岩石中的同位素。所謂的同位素就是指相同元素，只是它們在細胞核中有不同數量的中子。例如，氧可以有16、17或18個中子。來自不同地方的隕石（例如火星或月球）有它們自己獨特的氧同位素比例。這個比例可以告訴科學家，這些太空岩石來自哪裡。
在南極洲，大約85%的隕石是一種普通球粒隕石(KON-drytes)，它們來自小行星帶。它們很有趣，因為可以為我們太陽系的誕生提供線索。但真正讓科學家感到興奮的是其他15%的隕石，它們含有更多不同尋常的成分。在這些隕石中，最有趣的是那些來自火星或月球的極少數運輸，它們的數量還不到1/10000。
克里根的另一個任務是分析隕石，以確定任何不尋常的特徵。如果遇到不同尋常之處，地質學家就會更仔細地研究它。在這些案例中，克里根或者約翰遜空間中心的其他地質學家就會創造薄片，可以在實驗室里對隕石進行分析。
RBT 04262就是一塊非常罕見的隕石。2007年，約翰遜航天中心的地質學家宣布，它的組成和氧同位素比率顯示，這塊岩石肯定來自火星。他們估計其已經有2.25億年歷史。科學家們還研究了岩石暴露在宇宙射線中的同位素，數據表明，這顆隕石是在大約70萬年前墜入南極洲的。
作為一名隕石圖書管的管理員，克里根還負責在科學家們需要的時候將隕石碎片清理出來。當關於不同尋常的隕石消息傳出後，這些請求就會洶湧而來。
2011年，丹尼·格拉文（Danny Glavin）正在粉碎一塊隕石。格拉文在馬里蘭州的美國宇航局戈達德太空飛行中心工作，他和同事正在研究克里根收集的隕石碎片，包括RBT 04262的碎片。格拉文表示：「我們正在尋找構建生命的化學成分。」
作為一名天體生物學家，格拉文尋找地球以外生物活動的任何線索。他對被稱為氨基酸的有機化合物特別感興趣。這些氨基酸是蛋白質的組成部分，對地球上的生命至關重要。在地外天體中發現氨基酸可以表明，至少有些生命成分存在於地球之外。
圖5：在美國宇航局的天體生物學分析實驗室，格拉文正用液相色譜質譜儀進行分析，檢測在南極洲收集的火星隕石中的氨基酸
當格拉文聽說RBT 04262來自火星的時候，他迫不及待地想弄到一塊碎片。最後，他在2011年得到了一塊花生大小的晶元。在實驗室里，他和同事處理了樣本，就像他們分析每塊隕石那樣。首先，研究人員在無菌環境下將其粉碎，這個過程甚至不能有人打噴嚏。接下來，他們在無菌水中煮碎岩石，製成他們所謂的隕石茶。最後，他們用質譜儀分析它，這種儀器可以識別出哪些化學元素存在。
果然，RBT 04262中含有氨基酸。格拉文回憶說:「有四個成分脫穎而出，這顯得極不尋常。」其中三種物質的性質不存在於地球上的氨基酸中。他說：「這是非常有力的證據，證明我們正在研究的地外氨基酸，我們認為這些氨基酸來自火星。」
但是格拉文和他的團隊想要最終確定，他說：「通常，氨基酸來自於南極洲的污染。」南極洲可能看起來缺乏生命，但實際上那裡有很多生物，包括可以將氨基酸轉移到太空岩石的成分。如果這些氨基酸來自地球，那麼隕石就會是格拉文戲稱的「流星」。他說:「我們要求另一塊岩石，希望能找到同樣的東西。我們幾乎不敢相信，我當時有點兒激動和害怕。」
到2012年，格拉文和同事們已經可以確信他們的發現，並將它們發表在《隕星學與行星科學》雜誌上。格拉文強調，他們實際上並沒有在火星上找到生命的直接證據。但是，在尋找外星生命的過程中，他們發現了一些非常重要的東西。他們現在知道，有一種方法可以在地球以外的地方創造生命基石。
格拉文注意到，目前的證據表明，火星直到35億年前依然適宜居住。而RBT 04262僅有2億多歲，它太年輕，無法提供遙遠的線索。他說：「我很想找到年代更久遠的岩石，那將是我的夢想。誰知道呢，也許它現在就在南極洲，等著被收集呢！」（小小）
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