隕石：深空探測(cè)的鑰匙

◎文圖 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所 胡森 林楊挺

隕石：深空探測(cè)的鑰匙

◎文圖 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所 胡森 林楊挺

小編的話：

你了解隕石嗎？到底什么叫隕石？隕石的定義其實(shí)很簡(jiǎn)單：墜落到地球的地外碎塊都可稱作隕石。而大范圍的隕石降落事件就是我們常說(shuō)的“隕石雨”。那么，為什么將隕石稱為深空探測(cè)的鑰匙呢？今天，我們就先從隕石的類型劃分說(shuō)起。有圖有真相哦！

穿越宇宙的精靈

你知道嗎？隕石和流星都來(lái)自流星體，它們就像一群穿越宇宙的精靈，當(dāng)流星體足夠大，并能承受住大氣層的嚴(yán)峻考驗(yàn)落到地面，就被稱為隕石。除隕石外，微米至毫米級(jí)的星際塵埃（微隕石）也在不斷沉降到地球，由于其粒度細(xì)小，不容易被發(fā)覺(jué)，但在深海沉積物、南極冰雪、黃土、K/T界線地層等都能檢測(cè)和回收到微隕石。高速（可達(dá)100千米/秒）的星際塵埃穿過(guò)地球大氣時(shí)，由于摩擦作用會(huì)發(fā)熱發(fā)光，就成了人們通常能觀看到的流星(雨)。除隕石外，目前人類還通過(guò)高昂代價(jià)的深空探測(cè)項(xiàng)目，直接收集到了一些地外樣品，如月巖、細(xì)川小行星樣品、星際塵埃、太陽(yáng)風(fēng)粒子等。

Allende碳質(zhì)球粒隕石

隕石的分類體系隨著研究的不斷深入而逐漸建立起來(lái)。一些科學(xué)家根據(jù)硅酸鹽和金屬的相對(duì)含量將隕石劃分為石隕石、石鐵隕石和鐵隕石。石隕石又可分為球粒隕石和無(wú)球粒隕石。讓我們看看它們長(zhǎng)啥樣吧！

球粒隕石中爐條狀的橄欖石球粒的正交偏光圖像

NWA7325無(wú)球粒隕石

Toluca鐵隕石（IAB型）及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)

Esquel隕石（一種石鐵隕石）

另外一些科學(xué)家根據(jù)隕石的成因特征，又將隕石劃分為未分異的隕石（即球粒隕石）和分異的隕石兩大類。

球粒隕石的全巖化學(xué)成分與太陽(yáng)的成分基本一致，表明球粒隕石自從形成之后就一直保存到了現(xiàn)在，因而最原始。相比之下，分異型隕石由于經(jīng)歷過(guò)更復(fù)雜的巖漿活動(dòng)，記錄了形成之后的演化信息，其全巖成分與太陽(yáng)有較大差異。

Agoudal鐵隕石（IIAB型）

球粒隕石在太陽(yáng)系中形成的相對(duì)位置

球粒隕石

球粒隕石主要包括頑輝石、普通球粒和碳質(zhì)球粒三種類型，目前發(fā)現(xiàn)少量的K群和R群球粒隕石。從距太陽(yáng)的位置來(lái)看，頑輝石球粒隕石－普通球粒隕石－碳質(zhì)球粒隕石離太陽(yáng)的位置越來(lái)越遠(yuǎn)。

分異型隕石

分異型隕石可粗略分為三類：無(wú)球粒隕石、石鐵隕石和鐵隕石。鐵隕石可根據(jù)是否經(jīng)歷過(guò)巖漿作用分為巖漿型和非巖漿型鐵隕石，并可再仔細(xì)分為若干類。石鐵隕石主要包括中鐵隕石和橄欖石鐵隕石。無(wú)球粒隕石可再細(xì)分為原始無(wú)球粒隕石、月球隕石、火星隕石、HED族隕石（來(lái)自灶神星）和其他五族。

月球隕石

月球隕石ALH 81005

月球隕石可分為三大類：玄武巖質(zhì)、斜長(zhǎng)巖質(zhì)和混合巖質(zhì)，為月球的形成和演化提供了大量的信息。

月球角礫巖隕石NWA4898的背散射圖片

火星隕石

火星隕石也稱為SNC族隕石，為Shergottites（輝玻無(wú)球粒）、Nalkalites（輝橄無(wú)球粒）和Chassignities（純橄無(wú)球粒）三個(gè)英文單詞首字母的縮寫(xiě)。我國(guó)在南極回收的兩塊火星隕石均為二輝橄欖巖。

火星隕石Tissint于2011年降落，是已知最新鮮的火星巖石樣品，從而提供了研究火星有機(jī)質(zhì)獨(dú)一無(wú)二的機(jī)會(huì)。Tissint隕石的形成年齡約為6億年，因而保存了6億年以來(lái)火星表面的一些信息?；趯?duì)Tissint隕石的研究結(jié)果表明，約在0.7百萬(wàn)年前，最后一次小行星撞擊將Tissint隕石拋射出火星，其經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的飛行，于2011年降落至地球。Tissint隕石的有機(jī)質(zhì)提供了火星古環(huán)境的信息，揭示了火星地下仍存在宜居環(huán)境，并且提供了火星可能曾存在生命的證據(jù)。

火星隕石Nakhla

火星隕石Tissint

美國(guó)國(guó)家航空航天局計(jì)劃在2020年前后從火星采集樣品。在此之前，火星隕石是唯一能獲得的火星樣品。即便將來(lái)采集到火星樣品，火星隕石仍具有不可替代性，因?yàn)檫@些隕石隨機(jī)來(lái)自火星表面，代表了更多、更大的區(qū)域。怎么來(lái)判定這顆隕石是否來(lái)自火星呢？首先，用放射性同位素衰變測(cè)出這些隕石的年齡大部分不到2億年，表明它們來(lái)自一個(gè)比月球更大的星體（月巖的年齡一般老于30億年），巖漿活動(dòng)持續(xù)了更長(zhǎng)的時(shí)間。滿足這一條件的對(duì)象只有火星、金星和水星，但金星有十分致密的大氣層，水星遠(yuǎn)離地球而靠近太陽(yáng)。最令人信服的證據(jù)來(lái)自火星隕石中撞擊形成的熔融玻璃所捕獲的火星大氣樣，對(duì)這些氣體成分分析后發(fā)現(xiàn)，其化學(xué)和同位素組成均與“海盜號(hào)”飛船對(duì)火星大氣的直接測(cè)量結(jié)果完全一致，不同于地球或其他行星的大氣。此外，近年火星車對(duì)著陸區(qū)巖石的就位分析，也證實(shí)了這些隕石來(lái)自火星。

雖然隕石分類比較復(fù)雜，但是讀完這篇文章有沒(méi)有覺(jué)得自己對(duì)隕石又了解了許多？人類不會(huì)永遠(yuǎn)待在地球這個(gè)搖籃，未來(lái)一定會(huì)走出地球，向茫茫宇宙邁進(jìn)。而隕石就像一把深空探索的鑰匙，我們相信，隨著對(duì)隕石奧秘的深入研究，將會(huì)給人類帶來(lái)更多驚喜的發(fā)現(xiàn)！

（本文摘編自“中科院地質(zhì)地球所”微信公眾號(hào)）