独家新闻日记

陨石的秘密与价值

陨石(meteorite)也称“陨星”,是地球以外脱离原有运行轨道的宇宙流星或尘碎块飞快散落到地球或其它行星表面的未燃尽的石质、铁质或是石铁混合的物质。

简介编辑

因为陨石是外太空的来物,陨石确定真假是需要仪器鉴定的,肉眼只有辅助的作用。大多数陨石来自于火星和木星间的小行星带,小部分来自月球和火星。陨石大体可分为石质陨石、铁质陨石,石铁混合陨石。

陨石的平均密度在3~3.5之间,主要成分是硅酸盐。陨铁密度为 7.5~8.0,主要由铁、镍组成。陨铁石成分介于两者之间,密度在5.5~6.0间。陨星的形状各异,最大的陨石是重1770千克的吉林1号陨石,最大的陨铁是纳米比亚的戈巴陨铁,重约60吨。中国陨铁石之冠是新疆青河县发现的“银骆驼”,约重28吨。[1]

全世界已收集到4万多块陨石样品,有各种样式的。它们大致可分为三大类:石陨石(主要成分是硅酸盐),铁陨石(铁镍合金)和石铁陨石(铁和硅酸盐混合物)。

陨石指坠落于地面的陨星残体,由铁、镍、硅酸盐等矿物质组成,亦称陨星石。也指含石质较多或全部为石质的陨星。在含碳量高的陨石中还发现了大量的氨、核酸、脂肪酸、色素和11种氨基酸等有机物,因此,人们认为地球生命的起源与陨石有相当大的关系。

人们在观察中发现,在太阳系的行星,火星和木星的轨道之间有一条小行星带,它就是陨石的故乡,这些小行星在自己轨道运行,并不断地发生着碰撞,有时就会被撞出轨道奔向地球,在进入大气层时,与之摩擦发出光热便是流星。流星进入大气层时,产生的高温,高压与内部不平衡,便发生爆炸,就形成陨石雨。未燃尽者落到地球上,就成了陨石。人们先后在美国亚利桑那州发现了一个深170米,直径1240米的陨坑。在南极还有直径达300公里的大陨坑。在大西洋中部竟发现了直径达1000多公里的巨形陨坑。

科学家们说,我们地球每天都要接受5万吨这样的“礼物”。它们大多数在距地面10到40里的高空就已燃尽,即便落在地上也难找到。它们在宇宙中运行,由于没有其它的保护,所以直接受到各种宇宙线的辐射和灾变,而其本身的放射性加热不能使它有较大的变化。所以它本身的记录是可靠的。对于它的研究范围有着相当广阔的领域,比如高能物理,天体演变,地球化学,生命的起源。

目前世界上保存最大的铁陨石是非洲纳米比亚的戈巴(Hoba)铁陨石,重约60吨。其次是格林兰的约角1号铁陨石,重约33吨。我国新疆铁陨石,重约28吨,是世界第三大铁陨石。世界上最大的石陨石是吉林陨石,以收集的样品总重为2550公斤,吉林1号陨石,重1770公斤,是人类已收集的最大的石陨石块体。

另外,还有一种陨石被称为“玻璃陨石”。它呈黑色或墨绿色,有点象石头,但不是石头。有点象玻璃,但它是一种很特别的没有结晶的玻璃状物质。它的形状五花八门,一般都不大,重量从几克到几十克。针对玻璃陨石的鉴定,主要依赖于样品的发现地及其化学同位素特征,以化学同位素特征作为最终依据。到目前为止,已发现的疑似玻璃陨石有几十万块,而且令人奇怪的是它们的分布有明显的区域性,而导致区域性出现的成因还没有定论。

陨石历史记载

《汉书·杜邺传》:“ 邺 言民讹言行筹,及 谷永 言王者买私田,彗星陨石牡飞之占,语在《五行志》。”

清 王韬 《瓮牖馀谈·星陨说》:“各国史中所载陨石、陨铁之事,即此物也。”

陨石特征

陨石在大气层中燃烧磨蚀,形态多浑圆而无棱无角。

熔坑:陨石表面都布有大小不一、深浅不等的凹坑,即熔蚀坑。不少陨石还具有浅而长条形气印,可能是低熔点矿物脱落留下的。

熔壳:陨石在经过大气层时,极高的温度导致陨石表面熔融,产生了一层微米至毫米级别玻璃质层,这就是熔壳。当陨石在地表存在较长时间后,其熔壳易被风化而消失掉。

比重:陨石因为含铁镍比重较大,铁陨石比重可达8,石陨石也因常含20铁镍,比一般岩石比重也大些。但是,存在极少量的石质陨石(如碳质球粒陨石等)因不含或金属含量极低,其密度与一般地球岩石相似。

磁性:各种陨石因含有铁而具强度不等的磁性。经风化的陨石没有磁性,因而也就不算陨石了。

条痕:陨石在无釉瓷板上摩擦一般没有条痕或仅有浅灰色条痕,而铁矿石的条痕则是黑色或棕红色,以此加以区别。

陨石演变原理

通过对一些镶嵌砾石的陨石进行观察,使我们了解到小天体在太空中演变时的空间环境是:有大量的小天体围绕着太阳运行,这些小天体的直径大到数十公里、数百公里,小到数十厘米、数厘米的尺度,甚至更小的就像鹅卵石、砂尘颗粒大小。小天体在运行过程中经常相互撞击,一般来说,尺度在十公分以上的小天体,都要遭到数千颗、数万颗砾石或砂尘颗粒地撞击。

由于这些小天体是以宇宙速度在太空中运行的,远比枪弹、炮弹的行进速度大得多。因此,小天体之间相互撞击所产生的撞击力是很大的。在这种撞击力的作用下,会使小天体之间的撞击面上产生高温高压并使矿物岩石熔融变质而形成熔融体。这种熔融体的形状千姿百态。概括地说,遗留在小天体外表的变质熔融体就是小天体的熔壳、熔坑和熔槽。遗留在小天体内部的变质熔融体就是熔洞壁、熔带。通过对陨石的观察发现,每次撞击建造出来熔壳的厚度一般在一毫米至十毫米之间。

当一颗小天体遭到成千上万颗砾石或砂尘颗粒撞击以后,所产生的大量的局部性的小熔融体,就会叠加起来而构成小天体的外壳。一般地说,撞击力越大,所产生的熔融体也就越大,建造出来的小天体的外壳也就越厚。通常我们在陨石上见到的小天体的外壳的厚度都在数毫米、数厘米以上。看一看新疆的大陨铁,那厚厚的外壳就是经历了成千上万颗砾石、砂尘颗粒撞击建造出来的。

小天体之间相互撞击常常会改变其内部的构造和结构。例如,会把球粒构造向无球粒构造转变,当然,也可以把无球粒构造向球粒构造转变。小天体坠落地面即为陨石。当其经过地球大气层时,与空气产生强烈摩擦,在高压高温作用下,其外表常常会熔融变质,冷却以后,就会在陨石的表面生出一层厚度约为一毫米的熔壳。

一般来说,同一颗陨石有两种熔壳,一种是在太空中小行星之间相互撞击产生的熔壳,另一种是进入地球大气层与空气摩擦产生的熔壳。

中国十大陨石收藏爱好者张先生藏品重量6.9KG

中国十大陨石收藏爱好者张先生藏品重量7.4KG

中国十大陨石收藏爱好者张先生藏品重量2.4KG

中国十大陨石收藏爱好者张先生藏品重量5.15KG

中国十大陨石收藏爱好者张先生藏品重量45.82KG

陨石形成

陨石在高空飞行时,表面温度达到几千度。在这样的高温下,陨石表面融化成了液体。后来由于低层比较浓密大气的阻挡,他的速度越来越慢,融化的表面冷却下来,形成一层薄壳叫“熔壳”。熔壳很薄,一般在1毫米左右,颜色是黑色或棕色的。在熔壳冷却的过程中,空气流动在陨石表面吹过的痕迹也保留下来,叫“气印”。气印的样子很像在面团上按出的手指印。 熔壳和气印是陨石表面的主要特征。若是你看到的石头或铁块的表面有这样一层熔壳或气印,那你可以立刻断定,这是一块陨石。但是落下来的年代较长的一些陨石,由于长期的风吹、日晒和雨淋,熔壳脱落了,气印也就不易辨认出来了,但是那也不要紧,还有别的办法来辨认。

石陨石的样子很像地球上的岩石,用手掂量一下,会觉得它比同体积的岩石重些。石陨石一般都含百分之几的铁,有磁性,用吸铁石试一试便会感到。另外,仔细看看石陨石的断面,会发现有不少的小的球粒。球粒一般有1毫米左右,也有大到2~3毫米以上的。90%以上的石陨石都有这样的球粒,它们是陨石生成的时候产生的。是辨认石陨石的一个重要标记。铁陨石的主要成分是铁和镍。其中,铁占90%左右,镍的含量一般在4~8%之间,地球上的自然铁中镍的含量一般不会有这么多。

在铁陨石上切割一个断面,磨光后,用5%的硝酸酒精侵蚀,光亮的端面会呈现出特殊的条纹,像花格子一样。这是因为铁陨石本身成分分布不均匀,有的地方含镍量多些,有的地方少些,含镍量多的部分,化学性质稳定,不易被酸腐蚀,而含镍量少的部分受酸腐蚀后,变得粗糙无光泽,这样就由这些亮的和暗的部分组成了花格子一样的条纹。除了极少数含镍量特多的陨石外,都会出现这些条纹。这是辨认铁陨石的一个主要方法。 石铁陨石极少见,由石和铁组成,它含有大致相等的铁和硅酸盐矿物。

在3类陨石中,石陨石最多,1976年3月8日,在我国吉林省吉林地区降落的一场大规模的陨石雨,便是一次石质的球粒陨石雨。这次陨石雨散落的范围达四、五百平方公里,搜集到的陨石有一百多块,总重量在2600公斤以上。其中,最大的一号陨石重1770公斤,是目前世界上搜索到的最重的一块石陨石。第二位的是美国诺顿石陨石,重1079公斤。 铁陨石比石陨石要重的多,最重的一块在非洲纳米比亚,名字叫戈巴陨石,有60吨重。在我国新疆的一块大陨铁重30吨,是世界的第三位。

陨石坠落

大多数流星体在进入大气层时都会瓦解,估计每年仍有500颗左右,小至弹珠大至篮球的陨石落在地面上;但是,通常每年只有5至10颗流星会被发现坠落,并被科学家得知和寻获。少数的陨石够大,可以创造出巨大的撞击坑;相对的,其它的陨石则因为不够大,坠地时都已经达到终端速度,最多只能创造出一个小坑洞。

大陨石击中地面时的速度可能仍接近它们的第二宇宙速度,在超高速的撞击下会留下一个撞击坑。坑洞的类型取决于陨石的大小、组成、破碎的程度、和进入的撞击角度。这种碰撞的力量有可能造成广泛的破坏。在地球上最常见到的超高速撞击,是由最容易穿越大气层的铁陨石造成的。

铁陨石造成的撞击坑例子如,巴林杰陨石坑、奥德萨陨石坑、瓦巴坑和狼溪陨石坑,在这些陨石坑都发现相关联的铁陨石。相较之下,够大的石质流星体或像彗星这样的冰雪球或小行星,即使重量达到数百万公吨,在进入和通过大气层时,依然会被破坏而不会留下撞击坑。虽然这种瓦解的事件很罕见, 它们会造成可以引起重视的振荡,著名的通古斯事件可能就是这种事件。非常大的石质流星体,数百米直径或这更大,质量达到千万公吨或更重,可以墬落到地球表面,并撞击出大撞击坑,但是这是非常罕见的。这种撞击通常都办围着巨大的能量,因此撞击体会完全被摧毁,而没有陨石能残留下来(第一个被发现与石陨石有关联的大陨石坑,是2006年五月提出报告的南非摩洛衮陨石坑)。

几种现象是太小而无法造成超高速撞击坑的墬落陨石目击者需要提出的证据。流星体穿过大气层时的火球可以非常明亮,甚至足以媲美太阳的强度,然而大多数都比较黯淡,甚至在白天而不会被注意到。有许多的颜色曾被报告过,包括黄色、绿色和红色。随着物件的碎裂,会有闪光和爆发。在陨石坠落时经常会听到主要碎裂事件引起的激波产生爆炸、碎裂或隆隆的声爆。在广大的范围内都可以听到这种声音,半径可以达到数百公里或更大;有时可以听到口哨声或嘶嘶声,但还缺乏理解。在火球经过之后,经常会看见烟尘的尾巴在大气层内残留好几分钟。

流星体在进入大气层的过程中会被加热,它的表面会融化和经历烧蚀的体验。在这个过程中,它们可以被雕塑成各种不同的形状,在表面出现和留下被称为气印的浅层指纹状凹陷。如果流星体保持固定的方位,没有翻滚的前进一段时间,它可能会形成一个锥形的鼻锥或是热遮罩的形状。当它减速,最终会使融化的表面层凝固成薄博的熔壳。在大多数的陨石,这一层是黑色的(在一些无粒陨石,熔壳可能是非常明亮的色彩)。在石陨石,热影响区顶多只有几毫米深;在铁陨石,是较好的热导体在表面下1厘米(0.39英寸)的金属结构可能会受到高温的影响,但报告不尽相同。一些陨石据报说在落地后有被烧得滚烫的触感,而其他的则是冷到足以让水冻结成霜。来自许多坠落陨石,像是Bjurbole、塔吉什湖陨石、和Buzzard Coulee,被发现落在冰冷的湖或海内,或许它们在坠落时并不是热的。

流星体在大气层中碎裂,有可能形成陨石雨,落下的陨石从几颗到几千颗都有可能。这些陨石雨坠落的区域被称为散布区,通常是椭圆的形状,长轴的方向与流星飞行的方向平行。在大多数况下,在陨石雨中最大的陨石会坠落在散布区最远的距离

自现代有记录以来陨石也有很小的几率砸中人畜,但有鲜有人类伤亡。但2016年初,据印度有关当局表示,有一辆汽车被陨石砸中。伤及三人,司机不幸遇难。这也是有明确记录以来的第一次陨石坠落至人死亡事件。[2]

陨石鉴别

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鉴定一块样品是否为陨石,可以从以下几方面考虑:

1.外表熔壳:陨石在陨落地面以前要穿越稠密的大气层,陨石在降落过程中与大气发生磨擦产生高温,使其表面发生熔融而形成一层薄薄的熔壳。因此,新降落的陨石表面都有一层黑色的熔壳,厚度约为1毫米。

2.表面气印:另外,由于陨石与大气流之间的相互作用,陨石表面还会留下许多气印,就象手指按下的手印。

3.内部金属:铁陨石和石铁陨石内部是有金属铁组成,这些铁的镍含量很高(5-10%)。球粒陨石内部也有金属颗粒,在新鲜断裂面上能看到细小的金属颗粒。

4.磁性:正因为大多数陨石含有铁,所以95%的陨石都能被磁铁吸住。

5.球粒:大部分陨石是球粒陨石(占总数的90%),这些陨石中有大量毫米大小的硅酸盐球体,称作球粒。在球粒陨石的新鲜断裂面上能看到圆形的球粒。

6.比重:铁陨石的比重为8克/cm3,远远大于地球上一般岩石的比重。球粒陨石由于含有少量金属,其比重也较重。

陨石的分类编辑

陨石根据其内部的铁镍金属含量高低通常分为四大类:石陨石、铁陨石、石铁陨石、玻璃陨石。石陨石中的铁镍金属含量小于等于30%。石铁陨石的铁镍金属含量在30%——65%之间。铁陨石的铁镍金属含量大于等于95%。玻璃陨石不含金属成分。

大部分陨石是球粒陨石(占总数的91.5%),其中普通球粒陨石最多(占总数的80%)。球粒陨石的特点是其内部含有大量毫米到亚毫米大小的硅酸盐球体(见图)。球粒陨石是太阳系内最原始的物质,是从原始太阳星云中直接凝聚出来的产物,它们的平均化学成分代表了太阳系的化学组分。世界上最大的石陨石是1976年陨落在我国吉林省的吉林普通球粒陨石,其中1号陨石重约1770公斤。

无球粒陨石、石铁陨石和铁陨石统称为分异陨石,它们是由球粒陨石经高温熔融分异和结晶的产物,代表了小行星内部不同层次的样品。这些小行星的内部结构与地球相似,分三层,中心为铁核(铁陨石),中间为石铁混合幔层(石铁陨石),外部是石质为主的壳层(无球粒石陨石)。世界上最大的铁陨石是非洲纳米比亚的Hoba铁陨石,重60吨。在我国新疆的阿勒泰地区青沟县境内银牛沟发现的铁陨石,重约28吨,是世界第三大铁陨石。

陨石石铁陨石

石铁陨石由铁、镍和硅、酸、盐矿物组成,铁镍金属含量30至65,这类陨石约占陨石总量的1.2,故商业价值最高。该类陨石含铁70%以上,其次为硅、铝、镍,主要矿物有锥纹石、镍纹石、合纹石等,次要矿物为陨硫铁、铬铁矿、石墨等。石铁陨石根据起内部的主要成分和构造特点分为:橄榄石石铁陨石(PAL)、中铁陨石(MES)、古铜辉石——鳞石英石铁陨石。

陨石石陨石

石陨石上硅酸盐矿物如橄榄石、辉石和少量斜长石组成,也含少量金属铁微粒,有时可达20以上。密度3至3.5。石陨石占陨石总量的95%。1976年3月8日15时,

吉林一号陨石(1770公斤)

吉林地区东西12公里,南北8公里,总面积500多平方公里的范围内,降一场世界罕见的陨石雨。所收集到的陨石有200多块,最大的1号陨石重1770公斤,名列世界单块陨石重量之最。吉林陨石表面,有黑色、黑棕色熔壳和大小不等气印。化学组成成分为Sio2占37.2,Mgo2占3.19 Fe占28.43。主要矿物有贵橄榄石、古铜辉石、铁纹石和陨硫铁。次要矿物有单斜辉石、斜长石等。

石陨石根据起内部是否含有球粒结构又可分为两类:球粒陨石、不含球粒陨石。球粒陨石根据化学-岩石学分类被分为:E、H、L、LL、C 五个化学群类。E群中铁镍金属含量最高,形成在一个极端还原的环境中,其橄榄石和辉石中几乎不含氧化铁。C群中的铁镍金属含量最低(或不含铁镍金属成分),形成在一个相当氧化的环境中,其橄榄石和辉石中的氧化铁含量比值最高。H、L、LL群的形成环境界于E群和C群之间,其特点也界于E群和C群之间。

无球粒陨石根据其氧化钙含量的高低分为:贫钙无球粒陨石、富钙无球粒陨石两个大类。贫钙无球粒陨石中的氧化钙含量小于等于3%。富钙无球粒陨石中氧化钙含量大于等于5%。

陨石铁陨石

铁陨石中含有90%的铁,8%的镍。它的外表裹着一层黑色或褐色的1毫米厚的氧化层,叫熔壳。外表上还有许多大大小小的圆坑叫做气印。此外还有形状各异的沟槽,叫做熔沟。这些都是由于它们有陨落过程中与大气剧烈摩擦燃烧而形成的。铁陨石的切面与纯铁一样,很亮。

铁陨石约占陨石总量的3℅。世界3号铁陨石于19世纪末发现于我国新疆青河县,大小为2.42×1.85×1.37,重约30吨。该陨铁含铁88.67℅,含镍9.27℅。其中含有多种地球上没有矿物,如锥纹石、镍纹石等宇宙矿物。其中含镍较高的铁陨石通体黑绿,并泛黄,民间俗称黑宝绿陨石,该陨石属于陨石中的上品。

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