引言:作為真正可以觸摸到的天外來客——隕石它是如何形成的?又該如何分類?而在隕石中,到底又蘊藏著哪些太陽系的秘密呢?
知識點I:隕石成因
流星體進(jìn)入地球大氣,如果未燃燒殆盡,可能有剩余的固體物質(zhì)掉落地面,即被稱為隕石或隕星。有人推測每年落下的總量可能有20噸甚至更多,但是絕大部分掉進(jìn)了海洋、森林、沙漠、冰川、湖泊等人跡罕至的地方,所以真正被發(fā)現(xiàn)并不多。近100年里,全世界收集到的目擊隕石有1100多次,發(fā)生在中國境內(nèi)的目擊隕石有62次,其中最著名的是1976年3月8日吉林省吉林市的特大隕石雨,收集到較大的隕石有100多塊,總質(zhì)量超過4噸。
知識點II:隕石雨和隕落帶
流星體進(jìn)入大氣后快速下墜,有時候我們也稱隕星,速度可以達(dá)到30km/s至70km/s,表面溫度可達(dá)到3000度,因此其表面和內(nèi)部的溫度并不均勻,再加上撞擊空氣會產(chǎn)生沖擊波壓縮作用,因此隕星在高空通常都會發(fā)生爆炸,簡稱空爆。一塊隕星會碎裂成多塊,并沿著一條拋物線軌跡掉落地面,這就是隕石雨。如果隕星主體較大,分裂的碎片也較大,那么地面上可能還會形成隕石坑群?,F(xiàn)存全球最長最廣的隕星隕落帶是我國新疆阿勒泰地區(qū)東南至西北一條綿延約425公里的狹長區(qū)域,2016年被剛剛國際隕石學(xué)會正式命名為“阿勒泰隕石雨”
知識點III:隕石分類與化學(xué)成分
隕石總體上可分為三大類:石隕石、鐵隕石和石鐵隕石。石隕石主要的組分是硅酸鹽礦;物,又可分為球粒隕石和無球粒隕石兩大類,石鐵隕石也有兩大類,中鐵隕石和橄欖隕鐵。
隕石主要來自小行星,不同類型的隕石代表著母星的不同層次。石隕石為小行星的殼層部分。鐵隕石經(jīng)是小行星中心的鐵核,過高溫熔融分異和高壓結(jié)晶,密度非常大。石鐵隕石是小行星的中間層,也就是石鐵混合的幔層。
地球上已知的礦物有5000多種,巖石中常見的有二三十種。目前在隕石中發(fā)現(xiàn)的礦物只有200多種,絕大多數(shù)和地球礦物相同。隕石中最常見的是橄欖石、輝石、長石這三種硅酸鹽礦物和鐵紋石、鎳紋石這兩種金屬礦物,其他礦物含量非常少。通過測定橄欖石、輝石、長石三者比例就能基本確定隕石類型了,也可以將隕石與地球巖石區(qū)分開。而鐵紋石和鎳紋石則是隕石中特有的。
知識點IV:球粒隕石
1、普通球粒隕石
絕大多數(shù)石隕石都是球粒隕石,而球粒隕石中的絕大多數(shù)是普通球粒隕石,數(shù)量占所有已發(fā)現(xiàn)隕石的85%以上。球粒隕石中含有球粒結(jié)構(gòu),一般為圓形,大小約幾毫米,在光學(xué)顯微鏡下就能看到。球粒隕石被認(rèn)為是太陽系內(nèi)最原始的物質(zhì),是從太陽系胚胎星云匯總直接凝聚出來的產(chǎn)物,它們的平均化學(xué)成分就代表了太陽系的化學(xué)成分。
球粒隕石細(xì)分為普通球粒隕石、碳質(zhì)球粒隕石、頑輝球粒隕石、R型球粒隕石和K型球粒隕石等五類。我們可以從化學(xué)類型、巖石類型、沖擊變質(zhì)級別和風(fēng)化級別這四個方面鑒定或者說來描述一個球粒隕石。
1)從化學(xué)成分,類球粒隕石又可分為幾個亞類,共15類。2)從巖石結(jié)構(gòu)上,可細(xì)分為1、2、3、4、5、6型,代表隕石形成以后在母體中受后期水蝕變和熱變質(zhì)作用的影響。3型為最原始狀態(tài),往1型方向水蝕變增強,含有非常細(xì)小的含水層狀硅酸鹽基質(zhì);往6型方向熱變質(zhì)作用增強,球粒輪廓變得模糊不清,基質(zhì)礦物顆粒增大,礦物存在高度均勻化的變化,有些礦物發(fā)生重熔后結(jié)晶。3)按隕石所受沖擊變質(zhì)作用影響程度可細(xì)分為6級,S1到S6,數(shù)字越大表示沖擊強度越高。4)按隕石掉到地面后所受風(fēng)化作用影響,又可以分為7級,從W0到W6。通過這種細(xì)分可以大致猜測隕石母體在當(dāng)初形成時經(jīng)歷了什么,也可以猜測隕石到地球后經(jīng)歷了什么。
2、碳質(zhì)球粒隕石
根據(jù)鋁、鈣、鈧、稀土元素等含量是否超過太陽系平均水平,碳質(zhì)球粒隕石可以進(jìn)一步細(xì)分成8個亞類。碳質(zhì)球粒隕石是目前已知最原始的隕石,在大約46億年前形成于塵埃漩渦、砂礫、冰和氣體中,形成時間遠(yuǎn)早于地球。但是它們有著和地球相同的氫同位素、氮同位素的構(gòu)成,甚至有人研究認(rèn)為它們與地球水來源有關(guān)。
3、頑輝球粒隕石
頑輝球粒隕石的特征是含有隕硫鈣礦,即CaS,這種礦物地球上沒有,其他類型隕石中也沒有。但是因為易溶于水,極易風(fēng)化,所以非常稀少,它也有兩個亞類。還有一種K型球粒隕石,數(shù)量最為稀少,地球上總共才發(fā)現(xiàn)了4塊。
知識點V:無球粒隕石
無球粒隕石主要也是由橄欖石、輝石和長石組成,但是沒有球粒,因而和地球上某些巖石比較相似,鑒定工作比球粒隕石困難許多。無球粒隕石大體上可以分成分異無球粒隕石,這是最多的一類,下面可分7個亞類;原始無球粒隕石,下面分3個亞類;火星隕石和月球隕石,下面各分4個亞類。
知識點VI:鐵隕石
鐵隕石主要由鐵紋石和鎳紋石組成,其他礦物還包括隕硫鐵、隕磷鐵礦、隕碳鐵鎳礦等等。世界上著名的鐵隕石包括著名的巴林杰隕石坑邊上的迪亞波羅峽谷隕石、100萬年前最古老的隕石瑞典的穆奧尼納魯斯塔隕石、納米比亞Gibeon鐵隕石、約克角鐵隕石、阿根廷鐵隕石等
1)按化學(xué)成分或稱化學(xué)群來分類,鐵隕石可以分為4類18個亞型,外加一個未分組類型。2)按內(nèi)部結(jié)構(gòu)來的,可分為六面體鐵隕石、八面體鐵隕石和富鎳無結(jié)構(gòu)鐵隕石。
知識點VII:石鐵隕石
石鐵隕石主要礦物是橄欖石、輝石、長石和鐵紋石、鎳紋石等金屬礦物,這種構(gòu)成的巖石是地殼中是沒有的。因此所以鑒定和分類也會顯得更容易些。石鐵隕石一般分為中鐵隕石和橄欖隕鐵兩類。中鐵隕石中可以看見明顯的巖石碎片和鐵鎳金屬礦物混雜在一起。橄欖隕鐵也非常特別,由橄欖石和鐵鎳金屬礦物組成,成分比例非常復(fù)雜。但有個顯著特征一定讓人過目不忘,橄欖石會透光。所以如果將橄欖隕鐵切片對著燈光,就會有晶瑩剔透的感覺。