穿回古代撿塊隕石

葉山

南丹IIICD 鐵隕石（攝影：周江）

公元1516年，農(nóng)歷五月的一個(gè)夜晚，明朝廣西慶遠(yuǎn)府下轄的南丹縣，居民們結(jié)束了一天的忙碌，享受著初夏寧靜的夜晚。突然，漆黑的夜空被一道閃電劃破，縣城西北的天空中出現(xiàn)了一條六丈長(zhǎng)的“神龍”，帶著耀眼的光芒從天而降，當(dāng)它接近地面時(shí)，還發(fā)出了驚天動(dòng)地的巨響。在一陣猛烈的爆炸后，“神龍”一頭扎進(jìn)地底，不見了蹤跡，光芒也隨之消失，一切又歸于沉寂。

南丹縣的居民大驚失色，傳說中的龍竟然會(huì)降臨在他們這個(gè)偏遠(yuǎn)的縣城。第二天一早，幾個(gè)膽大的居民出了城，在西北的郊野撿到了許多散落的石塊。這些石塊大小不一，表面都是銀色的?！斑@是老天賞給咱們的銀石啊”，人們大喜過望，架起高爐準(zhǔn)備提煉白銀。

然而令人意外的是，不管怎么加熱，銀礦石都不熔化，更別提什么白銀了。這件離奇的經(jīng)歷驚動(dòng)了慶元府的地方官，官員派人前來調(diào)查一番后，認(rèn)定這并不是什么“天降神龍”，而是隕石墜落，于是命人將這件事記載進(jìn)了慶遠(yuǎn)府的地方志。由于這顆隕石墜落并沒有造成大的損失，因此也沒有引起更大的關(guān)注。南丹縣的居民和地方官都沒有想到，這塊隕石會(huì)在四百年后，聞名中外。

“天外來客”真面目

前面那個(gè)故事其實(shí)是在史實(shí)的基礎(chǔ)上想象加工的，但南丹鐵隕石確實(shí)是國(guó)內(nèi)唯一既有歷史記載，又找到碎片的隕石。在它掉下來的時(shí)候，當(dāng)?shù)氐牡胤街揪陀涗浽诎噶?，以至于后來在進(jìn)行研究時(shí)，一下子就匹配上了。

怎么就認(rèn)定它是一塊鐵隕石呢？ 20世紀(jì)50年代，新中國(guó)大煉鋼鐵，南丹縣人在鄉(xiāng)野間再度“發(fā)現(xiàn)”了這些散落滿地的碎塊。他們以為這些碎塊是鐵礦石，就將此事報(bào)告給了當(dāng)?shù)卣?。中?guó)科學(xué)院的專家們得知這個(gè)消息后，立即派出地質(zhì)學(xué)家前去調(diào)查，他們很快就意識(shí)到這些“礦石”很可能是天外來物。經(jīng)過實(shí)地采樣和科學(xué)分析，地質(zhì)學(xué)家們確認(rèn)這是來自宇宙空間的隕石，而且是典型的鐵隕石，主要成分為鐵和鎳。因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)地點(diǎn)是南丹縣，科學(xué)家便將其命名為南丹鐵隕石。

幾年后，有學(xué)者把它與地方志《慶遠(yuǎn)府志》中關(guān)于1516年那件奇聞逸事的記載聯(lián)系起來，這是古代文獻(xiàn)中記載的資料被現(xiàn)代科學(xué)揭示真相的一個(gè)經(jīng)典例子。1973年，南丹鐵隕石被確認(rèn)為中國(guó)境內(nèi)最大的鐵隕石。目前已發(fā)現(xiàn)碎片的總重量為9.5噸，而專家推測(cè)它原本的總重量可能在15噸左右。這些碎片被收藏在國(guó)內(nèi)外的博物館里，其中最大的碎片重達(dá)2噸，和其他諸多隕石一樣有很高的科研價(jià)值。

現(xiàn)陳列于重慶自然博物館地球廳的南丹IIICD鐵隕石（Nandan IIICD Siderolite），現(xiàn)重約78千克。經(jīng)過500余年的時(shí)間洗禮，它的表面已是銹蝕斑駁，這恰好說明鐵隕石在地球環(huán)境里不易保存、極易風(fēng)化蝕變。以南丹IIICD鐵隕石為代表的鐵隕石的銹蝕風(fēng)化與地球原生的巖石礦物是完全不同的。鐵隕石在地表潮濕富氧條件下，會(huì)在表面鐵含量純度相對(duì)較低處率先開始氧化，并且生成的氧化物會(huì)形成一個(gè)內(nèi)空膜狀體。膜狀體吸收空氣里的水分，將水分包裹在內(nèi)部，從外部宏觀的視角來看，鐵隕石的表面像是在“流鐵銹眼淚”。這是判別鐵隕石真?zhèn)蔚闹匾獦?biāo)志，人類冶煉的鐵產(chǎn)品無法“流眼淚”，具體原因就是與鐵隕石產(chǎn)生的外太空環(huán)境有關(guān)。

LINK

陳列于重慶自然博物館的鐵隕石旁，散落著一些氧化后掉落的碎屑，隔段時(shí)間，博物館的工作人員就會(huì)進(jìn)行清掃，并把這些碎屑收集存放起來，它能為人們研究隕石，探知宇宙環(huán)境提供重要信息。

顧名思義，沉積巖就是在沉積過程中形成的巖石

地外巖石“三兄弟”

隕石也叫隕星，是來自宇宙空間的地外巖石。當(dāng)這些地外巖石進(jìn)入地球大氣層之后，大部分物質(zhì)都會(huì)因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生的高溫而被燃燒掉，只有少部分成功抵達(dá)地面的殘余物才會(huì)成為隕石。根據(jù)化學(xué)成分，我們把隕石分為石質(zhì)隕石、石鐵質(zhì)隕石和鐵隕石三大類。其中，石質(zhì)隕石最為常見，而鐵隕石很少，只占所有已發(fā)現(xiàn)隕石數(shù)量的5.7%。不過，相對(duì)于石質(zhì)隕石和石鐵質(zhì)隕石，鐵隕石更耐高溫，在穿過大氣層之后會(huì)留下更多的物質(zhì)，再加上本身的密度較大，因此雖然它們的數(shù)量少，但留在地面上的質(zhì)量卻很大，占所有已發(fā)現(xiàn)隕石質(zhì)量的90%。

石質(zhì)隕石的主要成分為硅酸鹽礦物，含有少量的金屬，和地球上的常見巖石類似。根據(jù)結(jié)構(gòu)，石質(zhì)隕石又被細(xì)分為球粒隕石和無球粒隕石兩種。

球粒隕石含有大小不一的球狀晶粒，它們是非常古老的塵埃和顆粒，和地球形成的時(shí)間相同，并且在之后的歲月里沒有經(jīng)歷過明顯的化學(xué)變化。因此，地質(zhì)學(xué)家們通過研究掉落到地球上的球粒隕石來推測(cè)地球形成初期的化學(xué)成分和物理構(gòu)造，再通過對(duì)比球粒隕石和現(xiàn)代地殼、地幔的化學(xué)成分，來推測(cè)地核的成分。

無球粒隕石是另一種石質(zhì)隕石，它們?cè)谛纬芍蠼?jīng)歷了熔融并重新結(jié)晶的過程，其化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，球粒也在這一過程中消失。由于它們和地球上的一些火成巖在外表上很相似，普通人很難分辨，因此被發(fā)現(xiàn)的無球粒隕石數(shù)量相對(duì)較少。

如果一個(gè)隕石中的鐵和鎳等金屬成分占它重量的一半，那它就被劃分為石鐵質(zhì)隕石;而如果隕石中的金屬成分占其總重量的絕大多數(shù)，那它就被認(rèn)為是鐵隕石，也叫隕鐵。這些鐵隕石最初很可能是太陽系形成早期的一些小行星的核心，在此后的漫長(zhǎng)年月里，這些小行星因?yàn)樾请H碰撞而分崩離析，它們核心的碎片偶然間落到了地球上，便形成了鐵隕石。和球粒隕石一樣，鐵隕石也有很高的科研價(jià)值，科學(xué)家們可以通過分析鐵隕石的成分，推測(cè)太陽系形成初期的歷史，以及小行星和類地行星的誕生過程。

LINK

依據(jù)鐵隕石的化學(xué)特征和結(jié)構(gòu)性質(zhì)，可以將它劃分為不同的礦物與化學(xué)群，如IAB型、IC型、IID型、IIICD型等。它們的微量元素含量不同。IIICD是一種原始無球粒隕石，介于鐵隕石和無球粒隕石之間，主要含有硅酸鹽。

隕石Vs.地表巖石

隕石和地球原生的巖石應(yīng)該如何做區(qū)分呢？

地球上的巖石分為巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖，分別對(duì)應(yīng)各自獨(dú)有的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。以沉積巖為例，在宏觀構(gòu)造方面，沉積巖是呈一層壓一層的狀態(tài)，通常其外觀看起來就非常直觀;在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，有風(fēng)、水、冰川等環(huán)境下形成的顆粒、粉粒結(jié)構(gòu)，也有完全水環(huán)境下的緩慢化學(xué)沉積，粒度更小。

而隕石是天外來物，在墜落地球前并沒有在地球特有的地質(zhì)環(huán)境里待過。它的來源有這么幾種：太陽系形成時(shí)，從未凝聚成太大星體的小塊物質(zhì)（它們是球粒隕石和原始無球粒隕石的來源）;太陽系形成時(shí)，曾經(jīng)凝聚成小行星大小，在熔融的狀態(tài)下內(nèi)部因?yàn)橹亓Χa(chǎn)生分層（重力分異），后來又被撞碎的碎塊（來自中心鐵核的碎片形成鐵隕石，鐵核和巖石外殼交界處的碎片形成石鐵質(zhì)隕石，巖石外殼形成無球粒隕石）;因?yàn)樾√祗w撞擊而從其他行星、衛(wèi)星或矮行星等更大天體表面濺起的碎片（月球隕石、火星隕石、灶神星隕石等的來源）。

因此，地球巖石和天外隕石有著很大區(qū)別，比如沉積巖里含有黏土、石英、碳酸鹽等成分，隕石卻沒有;有的火成巖會(huì)有很多巖漿凝固時(shí)留下的小孔，而隕石一般不會(huì)有這種情況;許多變質(zhì)巖也含有石英以及其他變質(zhì)巖特有的礦物，甚至許多變質(zhì)巖有“葉理①”構(gòu)造，這些隕石還是沒有的。同理，隕石的一些特征地球巖石也是沒有的：隕石密度通常會(huì)大于地球巖石，且其外部有一層燃燒過的痕跡;鐵隕石因?yàn)楹F量大于絕大多數(shù)地球巖石，用磁鐵就可以鑒定它。不過地球上含有磁鐵礦的巖石也有磁性，就要注意區(qū)分了;還可以進(jìn)行條痕測(cè)試來輔助判斷，如果把隕石在粗糙的瓷板上摩擦，它一般不會(huì)留下條痕，而地球上的巖石所含的礦物大部分會(huì)留下某種顏色的條痕;另外，許多隕石表面會(huì)有氣印，即外觀光滑的凹陷，這在地球巖石上也是沒有的。

本文的主角南丹鐵隕石是一塊個(gè)頭很大的鐵隕石。它原本來自火星和木星軌道之間的小行星帶，是一顆早已毀滅的小行星的核心部分的碎片，在太空中游蕩，陰差陽錯(cuò)地撞上了地球。

不過，自南丹鐵隕石在1516年抵達(dá)地球后，它的碎塊就一直散落在地面，分布在一片長(zhǎng)28千米、寬 8千米的區(qū)域內(nèi)。這些碎塊默默無聞地度過了400多年無人問津的時(shí)光，最終被科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)并成為研究地球科學(xué)的重要籌碼。