通常我們看不到它們。只有當他們遇見地球,我們才知道他們的存在。
中國也有很多隕石墜落。鐵隕石墜落在商都、廣西南丹、新疆準噶爾、內蒙古烏珠穆沁都等地,引起了很多科學家的關註,吸引他們來做研究。什麽是隕石?是如何形成的?鐵隕石為什麽這麽特別?中國最大的鐵隕石是哪壹塊?
鐵隕石中有獨特的圖案,只有經過2000萬年至2億年極其緩慢的冷卻才能形成。我們能從他們那裏得到什麽信息?
它們以極高的速度飛向地球大氣層,並與大氣層發生激烈摩擦,發出強烈的光,裂解成塵埃和氣體,偶爾會有相當大的流星體飛向地球大氣層。如果流星在高空沒有完全變成塵埃和氣體,它就會滲透到低層大氣中,變成壹個有著火紅尾巴的火球。如果流星體很大,那麽火球就會飛向地面,這就是隕石。
每天有近十噸的流星碎片和塵埃落到地球上,其中有壹百多塊可以變成隕石。就成分而言,隕石可分為以下三種:
主要由鋰雲母和帶雲母兩種礦物組成,但壹般含有少量其他礦物,如石墨、含隕鐵鎳礦和含隕鐵。所以除了鎳和鐵,還含有鈷、硫、磷、碳等元素,但總量很少超過2%。少數鐵隕石還含有矽酸鹽類包裹體,外觀上與普通巖石有較大區別,體積壹般較大。
這種隕石只占已知隕石的4%,其中橄欖石隕石和鐵隕石最多,其余很少。橄欖石隕石的冷卻速度比八面體鐵隕石慢,被認為可能來自母體或小行星內部更深處。
其主要成分是矽酸鹽,含有矽、氧、鎂、鋁、鈣等元素。其中大部分是鐵鎂矽酸鹽,但也含有少量的鎳。外觀和普通巖石很像,所以即使掉了很多,發現的也不多。
本文通過隕石從宇宙中穿過大氣層墜落到地面過程的各種數據,如速度、溫度、壓力、軌跡等,研究飛船返回地球時的狀態以及飛船材料需要達到的各種性能。
鐵隕石代表了行星核幔分化後的核產物,記錄了行星早期分餾和晚期演化的信息。由於鐵隕石的化學成分與內陸核相似,所以對鐵隕石的各種研究也有助於了解內陸核的信息。
鐵隕石壹般有壹個厚度約為1-4毫米的熔融殼,熔融殼中的主要礦物是隕石在高速通過大氣層過程中熔融氧化形成的磁鐵礦,以及少量殘留的鐵脈和鐵閃石。這說明雖然隕石以極高的速度穿過大氣層,甚至溫度可以達到2000攝氏度,但是熱傳導並不快,只影響到隕石中幾毫米的深度。
鐵隕石的結構類型與其化學成分密切相關,內部圖案稱為韋斯頓圖案。科學家在河南商都、廣西南丹、新疆準噶爾、內蒙古烏珠穆沁都發現了鐵隕石。隨著鎳含量的增加,輝沸石的含量增加,結構越細,Vesteden花樣越明顯。當鎳含量低於6%時,Vesteden結構將消失。
鐵隕石的形成過程首先要經歷壹個高溫熔融階段,相當於行星體的初始發育階段。威斯特登顆粒的形成和鐵顆粒的結晶是在行星體內部完成的,而合成顆粒則是在行星發展的後期或破碎期形成的。
鐵隕石內部的圖案美麗而獨特。每個鐵隕石形成過程中的溫度、壓力、成分條件都不壹樣,產生的圖案也不壹樣。不要低估這些模式。做出這些圖案並不容易,至今的工業發展也很難復制。
關於鐵隕石的形成有兩種假說。壹個是“單行星斷裂理論”,另壹個是“多行星斷裂理論”“單行星斷裂論”認為行星是由於內部溫度升高而斷裂的,鐵隕石是由相當於行星的鐵芯斷裂而形成的。
科學家還對比了世界上墜落的隕石數量,認為行星的層狀結構形成了不同成分的隕石。“多重行星破裂理論”認為,隕石的不同分類意味著它們來自不同的行星體。
形成隕石的小行星直徑約400-600公裏。關於隕石形成的溫度條件眾說紛紜,但壹般的溫度範圍是400-600攝氏度。經過很長時間的冷卻過程,形成了鐵礦脈和燧石。在自然條件下,隕石內部溫度每百萬年會下降壹至壹百攝氏度,所以形成這樣的圖案需要近兩億年。這樣的圖案手工加工很難,不得不感嘆大自然的巧妙!
物以稀為貴,隕石是外星物體。因此,在民間,壹些亞洲國家的僧侶認為隕石在外太空有神秘的力量,有辟邪、轉運、強身健體、使人吉祥的能力。因此,隕石也被稱為“天鐵”。
新疆阿勒泰鐵隕石是中國最大的鐵隕石,重約28噸,體積3.5立方米,居世界第三,中國第壹。它看起來像駱駝的雙峰,所以也被稱為“鐵駱駝”。主要礦物為鐵粒石,約占90%,屬於中粒八面體隕石。
研究人員發現,新疆阿勒泰地區墜落的鐵隕石中有6種未發現的礦體,磷鐵鎳礦較多,硫鐵礦較少,因此在這種鐵礦基質的固化過程中發生了“鹽析”。並且其冷卻速率被計算為0.5攝氏度/毫安。結合母半徑與隕石冷卻速率的關系,得出母半徑為280公裏,其中心氣壓約為2.5x108,是普通大氣壓的2500倍。
新疆鐵隕石的主要礦物組合是由鐵顆粒、各種構造結和紐曼線組成的典型韋斯頓結構。鎳在帶內和梳狀石區存在典型的“M”型分布,即“阿格雷效應”。隕石體表面的凹坑來源於隕石基體經過大氣層時,在高溫低氧條件下產生的亞穩態方石英,呈熔融殘渣形式,有許多小孔隙。
新疆鐵隕石的礦物組合特征表明,除主要礦物具有韋斯頓結構和同生黑雲母結構外,次生礦物組合為隕石-磷-鐵-鎳捕虜體。
隕石中硫化物和氧化物礦物的化學成分具有穩定的成分特征,表明其母體經歷了相當高溫的巖漿作用。結合鐵隕石中的微量元素豐度,它們富含不溶性元素,進壹步表明它們的母體形成於高溫巖漿中。隕石歷盡艱辛抵達地球,承載著珍貴的宇宙數據。看到它讓人覺得仿佛置身外太空,讓人想去探索宇宙的奧秘。
美劇《神盾局特工》中的壹名女科學家被壹塊神秘的巨石運送到了另壹個星球,她的愛人,也是壹名留在地球上的科學家,通過石頭上留下的壹點點粉塵痕跡發現了她,並救了她。這種跨越宇宙的愛,當時就在動。宇宙是神秘而危險的,但它讓我們著迷,不是嗎?