地球上的隕石

迄今為止地球上發(fā)現的最大的完整隕石——霍巴隕石。其長度為2.7米，重達60噸。

隕石是來自彗星、小行星或流星體等天體的固體碎塊。這些天體起源于外太空，在經過地球大氣層到達地面后依然保持部分或幾乎全部完整。當這些天體進入地球大氣層時，摩擦、壓力以及與大氣層氣體之間的化學反應等因素導致它們受熱和輻射能量。隨后，這些天體變成像火球的流星，天文學家稱之為火流星?；鹆餍菈嬄湓诘孛娴臍垑K被稱為隕石。隕石大小相差很大。要注意的是，地質學家所稱的火流星與天文學所稱的火流星有區(qū)別，前者只是指大得足以形成隕石坑的隕石。

隕石被觀測到穿越大氣層、撞擊地面后又被找到，這被稱為隕石墜落。隕石未被觀測到穿越大氣層并撞擊地面，但隕石被找到，這被稱為隕石發(fā)現。截至2018年8月，大約1412次隕石墜落的樣本被全球各地收藏，有記錄的隕石發(fā)現則超過5.92萬次。

傳統上把隕石分成三類：石隕石是主要由硅酸鹽礦物質構成的巖石;石鐵隕石包含大量金屬和巖石材料;鐵隕石主要由金屬鐵和鎳構成。對隕石種類的現代劃分是依據隕石結構、化學和同位素組成及礦物學組成。直徑小于2毫米的隕石被歸類為微隕石。地外隕石是指撞擊地球之外其他天體的天體，而不管這些撞擊天體是否經過了大氣層。在月球和火星上都發(fā)現了隕石。

從左到右依次為：鐵隕石、球粒隕石、石鐵隕石。

古人與隕石

隕石墜落有可能影響人們的信仰。人們對古代世界七大奇跡之一的阿爾忒彌斯神殿的膜拜，有可能起因于人們把觀測到并且找到的一塊隕石認為是來自木星（朱庇特），而朱庇特是羅馬主神。雖然對隕石中金屬的使用也在許多文化傳說中被記錄，而且這些文化都承認隕石來自太空，但對隕石的科學記錄是在過去幾百年中才開始的。

最古老的鐵質物品是9顆打磨自隕鐵的小珠子。它們被發(fā)現于埃及北部，其年代被確定為公元前3200年。20世紀70年代，在英國丹納伯里鐵器時代（大約公元前1200年）遺址的一個坑中出土了一塊石隕石。因為它一定是被刻意放進坑中的，所以這可能是歐洲人最早發(fā)現的隕石之一。

一些美洲當地人把隕石視為圣物。1915年，一塊重達61千克、用布仔細包裹著的鐵隕石在美國亞利桑那州一處古墓葬（年代大約為公元1100～1200年）出土。在美國新墨西哥州一處印第安人遺址，考古學家從一座墓葬中發(fā)掘到裝在一個陶罐里的一小塊橄欖隕鐵（石鐵隕石）。在美國西南部和其他地方，類似情況還有多起，例如在多地發(fā)現了古人用隕鐵制作的珠子。世界其他地方的土著人也經常把鐵鎳隕石視為容易獲得、但數量有限的資源。例如，因紐特人使用約克角隕石片作為矛尖和工具刀刃。

歐洲有記錄的最早的兩次隕石墜落分別發(fā)生在1400年和1492年。1794年，一名德國物理學家率先提出大膽猜想：隕石是來自太空的巖石。他在一本書中全面總結了所有可得的隕石墜落和隕石發(fā)現資料，由此下結論認為隕石的起源在外太空。當時的科學社會對他的這一論斷進行抵觸和嘲諷。近10年后，經過法國科學家比奧特和一名英國化學家的研究，隕石源自太空的觀點才被普遍接受。比奧特對隕石的研究，是源于1803年4月26日數千塊隕石墜落在法國的驚人場面。

頂部有隕石的矛。

隕石滅恐龍

有關白堊紀—第三紀大滅絕（其中包括恐龍滅絕）原因的主要理論之一認為，這一滅絕的原因是一塊巨大隕石撞擊地球。位于墨西哥的?？颂K魯伯隕石坑被辨識為這次撞擊現場?？茖W界對于二疊紀和三疊紀大滅絕是否也由隕石撞擊地球造成尚存爭議，而且這兩次滅絕的證據沒有白堊紀末期大滅絕的證據那樣確鑿。

現代有多個關于隕石傷人或造成動物死傷的報告，但其中絕大多數報告被認為可信度不高。1911年發(fā)生于埃及的一次隕石墜落事件據說導致一條狗被砸死，但這一報道極具爭議性。20世紀80年代，這塊隕石被辨識為來自火星?；究尚诺囊淮坞E石撞擊事件發(fā)生在1972年的委內瑞拉，當時一頭牛差點被隕石劈成兩半，牛當場死亡。但其他說馬等動物被隕石砸死的報道則不可信。

縱觀歷史，有許多一手或二手報告說人或動物被隕石砸死。例如，有報告說1490年某國有數千人被隕石砸死。但除了1954年錫拉科加隕石傷人事件可被證實外，沒有任何隕石致人死亡或傷人的報告可被證實。例如，有報道說烏干達一個小男孩聲稱自己被隕石砸成重傷，但這塊只有3克重的隕石先砸在香蕉葉上，最終落到該男孩頭上，不可能造成什么傷害，畢竟這么小的隕石經過大氣和香蕉葉摩擦后速度肯定不快。另外還有多人自稱被隕石砸中，但這些說法均未被隕石墜落或隕石發(fā)現所證實。

隕石造成恐龍滅絕（想象圖）。

1938年被隕石砸壞的汽車座。

化石隕石

許多隕石源自太陽系最古老時期，因而是地球上最古老的材料。雖然這些隕石很古老，但它們很容易被地球環(huán)境影響。一旦這些隕石落地，水、鹽和氧會立即影響它們。地球環(huán)境對隕石造成的改變被稱為風化。多個量化的風化指數已被應用于南極洲和沙漠隕石樣本，以估計隕石風化程度。用于常見球粒隕石的風化級別最常用，其中0級為純凈，6級為嚴重風化。

明顯生了銹的隕石。

地質學家有時會發(fā)現“化石隕石”。它們是在遙遠過去墜落地球，被深度風化，但在沉積層中保存很好，從而能通過礦物學和地質化學研究得以辨識的隕石殘塊。瑞典一個石灰?guī)r采石場出土了超過100塊奧陶紀的化石隕石，它們幾乎全是經過深度風化的L球粒隕石。在巖相顯微鏡下，這些化石隕石依然很像當初的模樣，但它們原有的材料幾乎已完全被地球的次級礦化置換。它們的地球之外（地外）起源是通過對它們的殘余尖晶石進行同位素分析確定的。尖晶石是隕石中常見的一種礦物質，它不溶于水，在地球環(huán)境中其化學成分不被風化改變。其中一塊化石隕石看來代表著一種已“滅絕”隕石——這種隕石不會再墜落到地球上了，它們的父母天體已經不再有任何材料能成為近地天體而有可能落到地球上。

鐵流星體

大多數流星體在進入地球大氣層時分裂。通常情況下，隕石落地5～10年后才被發(fā)現或為科學所知。能形成大隕石坑的隕石很少，因為絕大多數隕石落地時速度很小，不足以造成大隕石坑。大流星體可能以接近逃逸速度（第二宇宙速度）的速度撞擊地球，產生超高速隕石坑。極高的撞擊力量有可能造成大范圍毀壞。最常見的超高速撞擊地球事件是由鐵流星體引起的，因為鐵流星體最容易完好無損地穿越地球大氣層。鐵流星體隕石坑的例子有貝林杰隕石坑、敖德薩隕石坑和瓦巴隕石坑等。在這些隕石坑都發(fā)現了鐵隕石。與之對比，哪怕相對大的石頭或含冰天體（例如重達幾百萬噸的小彗星或小行星）在地球大氣層中也會分解，因而落在地球上時不會形成隕石坑。

雖然石頭或含冰大天體破壞地球的事件不常見，但這樣的事件一旦發(fā)生卻可能造成重創(chuàng)。至今未能破解的通古斯大爆炸事件可能正是這種事件。直徑數百千米以上、重量超過幾千萬噸的特大石頭天體可能會抵達地面，形成巨型隕石坑，但這樣的隕石坑很少。如果發(fā)生這樣的事件，力量無疑很大，以至于撞擊天體完全毀滅，因而不會留下隕石。2006年，已知第一塊與大隕石坑——南非摩洛袞隕石坑有關的石隕石被發(fā)現。

地球上的一個大隕石坑。

流星體呼叫

在隕石墜落（規(guī)模都太小，不足以形成超高速隕石坑）目擊事件中觀測到的多個現象都得到了良好記錄。一些穿越地球大氣層的流星體所形成的火球看上去很亮，甚至堪比太陽光強度。但大多數流星體要暗得多，在白天可能根本不會被注意到。被報告的流星體顏色有黃色、綠色和紅色等。流星體分裂時出現閃光。流星體墜落時會發(fā)出爆炸聲、引爆聲和轟鳴聲，這些由音爆和流星體分裂所形成的沖擊波造成的聲音在幾百千米范圍內可聽見。流星體還可發(fā)出嘶嘶聲和口哨聲，但為什么會這樣還不清楚?；鹎蚪涍^后，其塵埃尾跡會在大氣層中停留好幾分鐘。

隨著流星體在進入大氣層過程中被加熱，它們的表面熔化，經歷熱消融。在此過程中，流星體被雕鑿成各種形態(tài)，有時候會在流星體表面形成指紋樣凹紋。如果流星體在一段時間內保持固定方向，它就可能變成錐狀或盾形。隨著流星體減速，最終其熔融表面會固化成一層薄熔殼。大多數隕石表面的熔殼為黑色。無球粒隕石的熔殼顏色可能很淺。對石隕石來說，受熱影響區(qū)域只有幾毫米深。鐵隕石容易傳熱，因此從隕石表面到表面下1厘米深度都可能受影響。一些隕石落地時很燙，另一些則可能冷得能讓水凝結成霜。

在大氣層中解體的流星體有可能形成隕石雨，隕石雨中的“雨滴”——隕石塊粒可能只有幾個，也可能有成千上萬個。隕石雨降落范圍通常為橢圓形，橢圓軸與流星體飛行方向一致。大多數情況下，隕石雨中最大的隕石都是在降落范圍中順向航程最遠處發(fā)現的。

隕石與生命

美國宇航局科學家2015年3月報告說，在模擬外太空條件下，采用初始化合物（例如在隕石中發(fā)現的嘧啶），他們在實驗室里合成了發(fā)現于DNA和RNA中的復雜有機化合物?？茖W家說，嘧啶和多環(huán)芳烴有可能形成于紅巨星或星際塵埃及氣體云中。

2018年1月，科學家宣布一個重要發(fā)現：在有45億年歷史的隕石中包含著水和生命起源以前的復雜有機物，這些有機物可能是生命的基本成分?？茖W家2019年11月報告說，首次在隕石中檢測到包括核糖在內的糖分子，這表明小行星等天體上的化學過程能產生一些對生命來說很重要的有機化合物，同時也支持了一種猜想——地球上先有RNA，然后DNA生命才出現。

顯示出熱消融效應的隕石。

隕石中包含的疑似生命結構。