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“天外來客”到訪地球 打開正確認(rèn)識它的方式

  • 2019-10-21 14:47:46
  • 來源:新浪科技
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  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(guān)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(xué)家們了解宇宙的窗口,目前確認(rèn)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(zhì)的天然“考古”樣品。

  截至到2019年10月12日,國際隕石學(xué)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(shù)據(jù)來源:Meteoritical Bulletin)。

  根據(jù)化學(xué)成分、礦物結(jié)構(gòu)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(shù)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(jīng)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(biāo)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(fā)射掃描電子顯微鏡)
圖1.普通球粒隕石的手標(biāo)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(fā)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(fā)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(fā)射掃描電子顯微鏡)

  根據(jù)化學(xué)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(zhì)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(xù)發(fā)現(xiàn)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(xì)分為13個群。其中,碳質(zhì)球粒隕石含有更多的碳和基質(zhì),成分更為原始,細(xì)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(xué)成分、礦物特征和氧同位素組成等均落在特定的小范圍內(nèi),不同群之間相互混合的情況較少,偶爾在隕石基質(zhì)中出現(xiàn)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(jù)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(jīng)122.9度,北緯44.3度,位于內(nèi)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(yù)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(dāng)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(wǎng)絡(luò))
圖3.長春隕石降落(引自網(wǎng)絡(luò))

  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(fā)生過目前世界上規(guī)模最大的一次隕石墜落事件,500平方公里的平原地域內(nèi)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(xù)的科學(xué)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(fā)生在我國境內(nèi)的另一次隕石降落事件。該次隕石降落在20km²區(qū)域內(nèi),共收集了約500塊樣品,總重約50kg。根據(jù)國家天文臺電子探針實驗室的成分分析結(jié)果,該隕石屬于L型普通球粒隕石,曾經(jīng)歷過比較強烈的沖擊變質(zhì)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(biāo)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(biāo)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(fā)生的最大一次隕石撞擊事件。根據(jù)化學(xué)成分分析結(jié)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(dāng)于44萬噸黃色炸藥(TNT當(dāng)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(guān)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(xué)家,利用天文學(xué)、地球物理、氣象學(xué)、宇宙化學(xué)等多學(xué)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(zāi)保護戰(zhàn)略提供依據(jù)。

圖6.俄羅斯Chelyabinsk隕石不同時間的降落照片(數(shù)字標(biāo)記高度,單位Km,引自Popova等,2013)
圖6.俄羅斯Chelyabinsk隕石不同時間的降落照片(數(shù)字標(biāo)記高度,單位Km,引自Popova等,2013)

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