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隕石:揭示太陽(yáng)系形成與演化的標(biāo)本
發(fā)布時(shí)間:2021-07-15 來(lái)源:鄂州市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)

7月5日,迎來(lái)首批觀眾的上海天文館揭開(kāi)神秘面紗。作為全球建筑規(guī)模最大的天文館,將于7月18日正式開(kāi)館的上海天文館選取象征性的“三體”建筑構(gòu)件,常設(shè)展區(qū)面積約15000平方米。其中,隕石展區(qū)陳列的各種珍奇隕石七十多種,吸引了大量天文及隕石愛(ài)好者的關(guān)注,進(jìn)而引發(fā)一波強(qiáng)大的隕石熱潮。

 

作為“來(lái)自星星的你”,隕石大多是小行星帶內(nèi)小行星、月球和火星的碎片隕落到地球的巖石樣品。隕石根據(jù)其中礦物組成通常分為三大類:石隕石、鐵隕石和石鐵隕石。石隕石的主要組分是硅酸鹽礦物,包括球粒隕石和無(wú)球粒隕石;鐵隕石主要由鐵鎳金屬礦物鐵紋石和鎳紋石組成;石鐵隕石是由鐵鎳金屬礦物和硅酸鹽礦物組成的,包括中鐵隕石和橄欖隕鐵。

隨著研究的深入,近年來(lái)根據(jù)隕石結(jié)構(gòu)、礦物-巖石學(xué)特征、化學(xué)組成及氧同位素特征,將隕石劃分為未分異球粒隕石、部分分異原始無(wú)球粒隕石和分異無(wú)球粒隕石。球粒隕石又進(jìn)一步劃分為普通球粒隕石、碳質(zhì)球粒隕石和頑輝球粒隕石等;原始無(wú)球粒隕石包括橄欖石無(wú)球粒隕石、橄輝無(wú)球粒隕石、橄欖古銅無(wú)球粒隕石、橄欖古銅隕鐵、輝石無(wú)球粒隕石,以及一些與輝石無(wú)球粒隕石成因關(guān)系密切的鐵隕石等;分異無(wú)球粒隕石包括鈦輝無(wú)球粒隕石、頑輝無(wú)球粒隕石、古銅鈣長(zhǎng)無(wú)球粒隕石、鈣長(zhǎng)輝長(zhǎng)無(wú)球粒隕石、古銅無(wú)球粒隕石、火星隕石、月球隕石、中鐵隕石、橄欖隕鐵、以及部分鐵隕石等。

目前,國(guó)際隕石數(shù)據(jù)庫(kù)中顯示65744件有效隕石的錄入,其中普通球粒隕石56115件,碳質(zhì)球粒隕石2684件,火星隕石307件,月球隕石465件。這些珍貴隕石樣品是認(rèn)識(shí)太陽(yáng)系形成和演化的直接實(shí)物標(biāo)本。

 阿連德球粒隕石于1969年被目擊墜落于墨西哥,其中所含的富鈣、鋁包體形成于太陽(yáng)系演化的初始階段,近年來(lái)研究者們根據(jù)鈾校正鉛-鉛法測(cè)年結(jié)果,認(rèn)為太陽(yáng)系形成于距今約45.67億年前,并在接下來(lái)的500萬(wàn)年內(nèi),完成了原始星盤和球粒隕石的形成。

研究人員根據(jù)滅絕核素法(鋁-鎂法)測(cè)得未分組無(wú)球粒隕石EC 002(該隕石為2020年在阿爾及利亞沙漠中發(fā)現(xiàn)的無(wú)球粒隕石)和NWA 11119(該隕石為2016年在毛里塔尼亞發(fā)現(xiàn)的無(wú)球粒隕石)的形成時(shí)代為45.65億年,代表了太陽(yáng)系內(nèi)最早期的火山活動(dòng),對(duì)于探討太陽(yáng)系早期原行星的形成以及原行星原始星殼的形成具有非常重要的科學(xué)意義。

古銅鈣長(zhǎng)無(wú)球粒隕石、鈣長(zhǎng)輝長(zhǎng)無(wú)球粒隕石、古銅無(wú)球粒隕石和中鐵隕石通常被認(rèn)為來(lái)自灶神星??茖W(xué)家們根據(jù)滅絕核素法(鉿-鎢法)測(cè)得部分灶神星隕石形成于太陽(yáng)系形成后的300萬(wàn)年內(nèi),約45.64億年前,時(shí)代上與未分組無(wú)球粒隕石EC 002和NWA 11119相當(dāng)。一些灶神星隕石所含鋯石鈾-鉛年齡顯示它們大多形成于45.6-45.5億年前,代表灶神星形成后廣泛的巖漿活動(dòng)。

科學(xué)家們對(duì)地球樣品和各類隕石鉿-鎢同位素組成研究計(jì)算出地球核-幔分異發(fā)生在太陽(yáng)系形成后的1000—2900萬(wàn)年內(nèi),月球則大約形成于太陽(yáng)系形成后的2900萬(wàn)年。月球通常被認(rèn)為某一星子與原始地球相互撞擊后,由拋射物聚集形成的。支持這一假說(shuō)的最主要證據(jù)是月球與地球具完全一致的氧同位素組成。

那么隕石如何識(shí)別呢?由于隕石在穿過(guò)地球大氣層的時(shí)候,與大氣摩擦發(fā)生燃燒,所以對(duì)于新鮮的目擊隕石,其表面會(huì)殘留熔殼、熔流紋和氣印等典型特征,比較容易辨認(rèn)。對(duì)于很久以前隕落的發(fā)現(xiàn)隕石,由于受到后期的風(fēng)化作用,熔殼已被剝蝕,則不易辨認(rèn)。無(wú)論是球粒隕石,還是無(wú)球粒隕石,都需要通過(guò)科研部門(天文臺(tái)或地質(zhì)研究單位)儀器檢測(cè)才能做最終確認(rèn)并判定隕石類型。

     (作者系中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所研究員)

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