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陨石是什么,它是从哪里来的,为什么地球上会有“陨石雨”

时间:2020-08-18        阅读

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一个国际研究小组发现了确凿的证据,表明12000年前的一场陨石雨导致了史前人类和包括猛犸象在内的一些大型动物的灭绝。这就引出了几个问题:什么是陨石?陨石是从哪里来的?陨石雨为什么会形成?

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太阳系空间中运行的许多大小不一的碎片,在飞近地球时,会受到地球引力的吸引。它们以高速冲入地球大气层,与气体分子碰撞并放出热量。这就是我们看到的流星。大多数流星体在大气摩擦作用下融化消失,但也有少数流星体在融化前坠落地面,成为陨石。因为大多数陨石与地球上的岩石相似,所以也被称为陨石。

当陨石在地球大气层中高速坠落时,其前方的空气受到强烈压缩,温度可升至数千摄氏度甚至数万摄氏度。在这种高压高温气流的作用下,一些陨石会爆炸,分裂成许多碎片,坠落地面。这种现象被称为陨石雨。世界上最大的陨石雨记录是1976年3月8日下午3点多在中国吉林市附近的一次陨石雨。来自吉林的2600多颗陨石总重量超过1公斤。

关于陨石的历史记载

在埃及和中国有陨石和陨石雨的记录已经很长时间了。公元前2000年,埃及的“纸莎草”记载了从天而降的石头和铁。中国古代有约700个陨石着陆记录。《春秋》记载了公元前645年12月24日河南商丘城北的一场陨石雨:“陨石于宋五”,即有五颗陨石从天而降降落到宋国。这是世界上最早的陨石雨记录。”《左传》解释说:“陨石于宋五,陨星也”。这是陨石首次成为陨石,这比欧洲人认识到这一点早了2000多年。汉代司马迁在《史记》中更明确地指出:“星坠至地,则石也。”宋代沈括在《梦溪笔谈》记载了1064年一颗陨石降落在江苏宜兴,并发现这块陨石是由铁组成的。

陨石撞击地面形成的陨石坑称为陨石坑。大多数陨石质量很小,由于大气的阻力而变慢。着陆的速度一般是每秒几十米到300米,所以弹坑很小。当一颗大型陨石降落在地球上时,由于大气减速有限,它会以高速撞击地面,其巨大的动能会瞬间释放出来。大部分陨石材料和撞击点周围的大量地面材料将被完全粉碎和气化,形成一个比陨石大得多的陨石坑。迄今为止,地球上已发现78个大陨石坑。最著名的是美国亚利桑那州的巴林格陨石坑,直径1240米,深度170多米。

火山口高出地面约40米。它是一颗直径60多米、重量超过10万吨的铁陨石以每秒约20公里的速度与地球相撞而形成的。研究表明,重达数万吨的大型陨石平均每1万年撞击地球一次。因为地球上有空气和水,在长期的风雨下,陨石坑已经改变了原来的形状,留下的不多了。在水星和月球上,通常保持原貌。除了陨石坑,还有陨石坑。

陨石的类型和特征

陨石的形状多种多样,有钝锥形、多面体、椭球形、扁球形和各种不规则形状。从外观上看,陨石一般有小于1mm的黑色或深褐色熔融结壳和一些坑坑洼洼地气迹,这是在高海拔和大气中高速摩擦熔化形成的。根据熔融物质流动的轨迹和熔融壳层上空气痕迹的排列,可以确定陨石在大气中的飞行方向。

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根据对世界各地收集的陨石的研究分析,根据陨石的矿物组成和化学成分,可将陨石分为三类:陨石、铁陨石和铁陨石。陨石主要由硅酸盐组成,含有少量的铁、镍和铁硫化物。它是最常见的陨石,占陨石总数的92%。陨石可分为球粒陨石和非球粒陨石,其中球粒陨石占陨石总数的84%;铁陨石主要由铁和镍组成,含有少量的硫化铁、磷化物和碳化物。其重要特征是镍含量高,超过5%,而地球天然铁中镍的含量小于3%;铁陨石由近似相等的硅酸盐和铁镍金属组成,是介于陨石和铁陨石之间的过渡陨石。它分为橄榄石镍铁陨石和铁陨石。除上述三类陨石外,还有微陨石和陨石冰,它们也属于陨石的范畴。微陨石是落在地球上的宇宙尘埃,直径小于1毫米。它们主要由铁和镍组成,还含有硅、锰、镁、钴等元素。它们通常是磁性的。陨石冰是一种来自行星际空间的稀有冰。它到达地面后很快就会变成水,所以很少。

世界上最大的陨石是中国吉林一号陨石,重1770公斤;

美国诺顿弗内斯陨石第二,重1079公斤;美国长岛陨石第三,重564公斤。最大的铁陨石是来自非洲纳米比亚的戈巴陨石,重约60吨,目前仍在原地;

第二大陨石是来自格陵兰的岳角1号陨石,重约33吨,目前正在纽约自然博物馆展出;中国第三大铁陨石新疆重约30吨,从侧面看像一只银骆驼,所以当地人称它为“银骆驼”,1965年从沙漠到乌鲁木齐展览馆。

从天而降的贵金属

在我国等历史悠久的古墓葬中,经常发现一些由铁陨石制成的器物,这说明古人早就尝试过利用陨石。在河北省藁城县,一座商代中期的古墓中出土了一件铁边青铜越国。它的铁边是由八面体铁陨石锻造而成。河南省莒县出土的两件商代末至周初的青铜兵器,也是由铁陨石制成的。

上世纪70年代初,美国科学家分析了两种含碳球粒陨石,并首次在其中发现了有机化合物。在不到10年的时间里,陨石中发现了60多种有机化合物。大多数学者认为陨石中有机物的来源是非生物合成的“前生物物质”。大多数陨石来自小行星,少数来自类地行星。研究发现,1984年在南极洲发现的ALH84001陨石来自火星,火星在受到一个小天体的撞击后以陨石的形式飘浮到地球上。

在这颗陨石中,有大的有机分子——多环芳烃。这表明火星在数十亿年前可能有一个相当温暖潮湿的气候,适合生命的存在和维持。这一发现再次引起人们对火星生命和火星太空探索的关注。一些科学家认为,陨落地球为生命起源提供了“原材料”,最早的生命元素来自陨石。

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曾经发表在《自然》杂志上的一项研究称,如果40亿年前没有陨石撞击地球,人类就永远不会看到珍贵的黄金。原因是在地球形成过程中,包括金、铂等金属在内的铁水逐渐沉淀到地心形成地核,根本无法开采。地球的硅酸盐地幔中已所剩无几的贵金属,可采量远低于已开采量。事实上,地幔中的贵金属比预测的多出数千倍,说明它们来自陨石雨的冲击。为了验证这一理论,几位英国科学家分析了格陵兰岛的古代岩石,这些岩石是在地核形成之后和陨石雨之前形成的。

他们将这一样本与地球其他地方的岩石进行对比,发现一克格陵兰石中的钨含量仅为1克的百万分之一,其中182号钨比现代岩石的含量低15%。钨同位素的组成可以清楚地显示地球原始物质与外来陨石添加物质的区别。根据计算,通过陨石雨落在地球上的黄金量与地球上额外可开采的部分惊人地一致。据估计,当时地球遭到了2000亿吨陨石的轰击,现在工业上使用的贵金属大多从天而降。

陨石的最大来源地

天文学家称小行星为陨石之母,这意味着大多数陨石是小行星散落的碎片和近地小行星撞击地球的结果。

通过分析“黎明”号探测器的数据,科学家对巨型小行星灶神星的地貌特征及其与地球的关系有了新的认识。它已经观察灶神星一年了。它在灶神星南极发现了一座高耸的山峰,它的高度是珠穆朗玛峰的2.5倍。现在,科学家们认为,这座山峰是在被陨石飞溅时形成的。

灶神星直径525公里,是太阳系小行星带的第二大天体。在过去的两个世纪里,科学家们通过地面望远镜和太空望远镜拍摄了大量灶神星的图像,但对其细节知之甚少。根据“黎明”号获得的最新数据,灶神星形成于约45.6亿年前,是已知唯一经历过太阳系早期的小行星。它有一个半径为110公里的铁心。数据还显示,在地球上发现的一组独特陨石确实如预测的那样来自灶神星。这些陨石中的辉石与灶神星表面的岩石一致,说明灶神星是地球陨石的最大来源。

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多年来,研究人员一直在世界各地搜寻灶神星陨石碎片,以其化学成分作为“指纹证据”,以揭示其是否来自灶神星。地球表面有许多灶神星的碎片陨石。“黎明”号的首席科学家克里斯·拉塞尔认为,灶神星的高耸山峰是由一颗较小的恒星碰撞形成的,这颗恒星在形成高耸山峰的同时,也将大量灶神星陨石碎片溅入地球。科学家可以将陨石样本与山区岩石成分进行比较,以获得更多证据。

陨石被切成薄片,在偏光显微镜下可以看到一些彩色图像。其中一些被归类为hed陨石,可能是从灶神星坠落到地球上的。这是因为hed陨石的可见光和红外光谱与灶神星有很好的一致性。它们起源于灶神星的假设也与黎明的最新数据一致。

小行星也是太阳系家族的成员。它们也绕太阳运行,但它们很小。它们大多位于火星和木星轨道之间,与太阳的平均距离为277个天文单位,即4.14亿公里,被称为小行星带。灶神星是小行星带中质量仅次于谷神星的天体。但对于黎明附近的飞过,科学家们仍然不知道它的地貌特征,更不知道它是地球陨石的最大来源。由此我们可以看出利用航天器探测天体的重要性。

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