傅岑昕 馮凱 傅裕民
(1江西撫州第一中學高二(26)班江西撫州344000;2東華理工大學江西撫州344000)
探討隕石墜落,開啟宇宙奧秘
傅岑昕1馮凱2傅裕民2
(1江西撫州第一中學高二(26)班江西撫州344000;2東華理工大學江西撫州344000)
文章主要從2013年在俄羅斯墜落的隕石開始探討隕石的一系列奧秘,從而對宇宙的奧秘進行深入的探索。
隕石成分鑒別奧秘
2013年2月15日上午9點多,俄羅斯中部城市薩特卡附近一位天外來客——隕石,披著耀眼的光環(huán)來到美麗的地球村。據(jù)相關新聞報道:“監(jiān)控攝像頭記錄下了當時的景象:隕石以15倍子彈的速度在空中飛過,并留下霧狀痕跡,墜落時發(fā)出數(shù)聲巨響,其景象如同災難大片。隕石墜落引發(fā)的強烈沖擊波導致近300棟房屋窗戶破損、1000多人受傷。據(jù)推測,這顆隕石重達10噸-30噸,在墜落過程中燃燒解體碎成若干塊”。一塊石頭從天而降居然有這么大的能量,隕石又是一塊什么樣的石頭呢?帶著這個疑問我參考了一些相關資料并參觀了東華理工大學的地質(zhì)博物館請教了地質(zhì)學教授,輕輕撩開了隕石——這位天外來客的的神秘面紗:
在浩瀚廣闊的茫茫宇宙中,數(shù)以億計的恒星、行星、小行星及其他太空碎片都在各自的軌道上運行著,但仍然有不少星體“不守規(guī)矩”,偏離運行軌道,甚至撞擊其他星體。與其他星體不同的是,我們的地球有著厚厚的大氣層作為保護傘,當外來物質(zhì)高速進入大氣層時,通常在145~110千米的高空便與大氣發(fā)生摩擦而燃燒發(fā)光,我們常??吹降奶炜罩心且粭l條轉(zhuǎn)瞬而逝的亮線即是這樣的隕星,名曰“流星”。一般情況下,隕星在下落至80千米的高空即燃燒已耗盡,但是也有少數(shù)較大塊的隕星剩余少許殘片墜落到地面,這就是我們常說的隕石。
從化學成分上講,隕石顯得很普通,只不過是礦物的集合體而已。目前,我們在隕石中已發(fā)現(xiàn)的礦物有80多種,絕大多數(shù)礦物在地球巖石中都有,僅有幾種是隕石特有的,如鐵紋石、鎳紋石等。隕石按照其成分和結構分類,隕石可以分為鐵隕石、石隕石和石鐵隕石。隕石塊頭大小也不一樣,小的如芝麻大小,大的籃球,目前發(fā)現(xiàn)世界上最大的隕石位于西南非洲納米比亞的荷巴農(nóng)場,重達60噸。中國最大的鐵隕石是在新疆展覽館展出的大鐵隕石。該隕石長242厘米、寬185厘米、高137厘米,體積3.5立方米,重32噸,居世界第三。
每年降落到地球上隕石有20多噸,大概有兩萬多塊。由于多數(shù)隕石落在海洋、荒漠、森林和極地等人煙罕至地區(qū),而被人發(fā)現(xiàn)并收集到手隕石每年只有幾十塊,數(shù)量極少。如果不是現(xiàn)場目睹隕石的墜落過程,一旦隕石落入泥土混入地球巖石中就比較難以區(qū)別,雖然如此,但地質(zhì)教授還是可以從隕石的以下特征去進行野外的簡單鑒別:
(1)形態(tài)特征:隕石一般呈不規(guī)則狀,由于在大氣中燃燒磨蝕,因此具有圓的邊緣而無棱無角,許多鐵隕石具有似波紋狀的表面。;
(2)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(fā)生磨擦產(chǎn)生高溫,其表面發(fā)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。
(3)氣?。河捎陔E石墜落是的劇烈燃燒并與大氣流之間的相互摩擦作用,在隕石表面都布有大小不一、深淺不等的氣印,就象手指按下的手印,可能是低熔點礦物脫落留下的。
(4)磁性:除了一些罕見類型的隕石,如無球粒隕石,月球隕石和火星隕石沒有磁性外,大部分隕石都具有磁性,具有這種性質(zhì)是因為含有金屬的原因。地球上的大部分巖石沒有磁性,但是一些地球巖石,如含磁鐵礦和富鐵礦物的一些巖石也含有磁性??捎么盆F來測試是否具有磁性。正因為大多數(shù)隕石含有鐵,所以95%的隕石都能被磁鐵吸住。
(5)比重:鐵隕石和石鐵隕石內(nèi)部是有金屬鐵、鎳組成,密度一般大于地球的巖石。鐵隕石密度非常大,可達7-8g/cm3,大部分石隕石是普通球粒隕石,密度也達到3.0-3.7 g/cm3,密度都大于地球巖石的密度(一般2.7g/cm3),因此密度是一個用來區(qū)別隕石和地球巖石的重要工具,如果得到隕石拿在手上第一感覺就是沉甸甸的。
圖1 廣西南丹鐵隕石切面
圖2 新疆阜康橄欖石隕石切面
圖3 新疆阜康橄欖石隕石外表的熔殼
圖4 俄羅斯阿林鐵隕石
我們地球所在的太陽系是怎樣形成的?一種觀點認為太陽系形成前是個星云,收縮后中間形成原子太陽,周圍星云盤形成行星。而另外的一種觀點則認為,太陽系的形成可能是由于附近有一個超新星爆發(fā),觸發(fā)了它的塌縮。但是,要證明太陽系形成真正的原因,就必須找到與太陽系形成有關的物質(zhì)。由于隕石大部分來自太陽系內(nèi)介于火星和木星軌道之間的小行星帶,也有部分來自月球和火星。因此隕石是我們認識地外行星乃至整個太陽系的鑰匙和直接證據(jù)。從外太空墜落到地球的隕石,它們含有太陽星云坍縮、凝聚直至形成行星狀天體的重要信息,甚至還保存有太陽系原始物質(zhì)來源的記錄。對隕石的深入研究,可以了解其它星球的土壤構成,元素種類,太空輻射情況從而進一步讓我們解開宇宙的奧秘,這一切都是我們無比期待和向往的……
[1]繆秉魁,林楊挺,王道德,歐陽自遠.我國南極隕石研究與展望[J].礦物巖石地球化學通,2009.
[2]王道德,林楊挺.南極格羅夫山隕石的研究與展望[J].極地研究,2010.
K826.14[文獻碼]B
1000-405X(2015)-7-326-1