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第2章 宇宙中的陨石(2)

熔壳的包裹程度取决于陨石爆炸的等级大小和高度问题。陨石陨落过程中有暴雨出现的,熔壳的龟裂纹要突出一些,日久就会导致熔壳出现脱落。

而陨石落点环境好坏也是陨石熔壳能否保存完好的重要条件。个别低空爆炸的陨石甚至没有熔壳出现,就是由于在坠落过程中摩擦所产生的热量不足以引致陨石的燃烧,就已经落到了地面。而这样的陨石和有熔壳的陨石具有同等的价值,因为它们的组成成分和性质是完全相同的。

其三,陨石的色彩。

通常情况下的陨石大多是黑色或褐色的,个别陨石有蓝色、黄色和红色。玻璃陨石的色彩要丰富一些,有绿色、红色、黄色、橙色、青色等。

陨石的质地不同,颜色也不相同。白色陨石和浅色陨石就非常罕见。陨石的颜色也主要取决于母体行星的岩石组成的颜色。多彩的陨石不但具有研究价值,也具有欣赏价值。

其四,陨石的比重。

陨石比地球上同等体积岩石的重量要多三倍以上。因为含有铁镍等金属的缘故,每立方厘米陨石的比重在8克左右。即使石陨石也要比普通的地球岩石重许多。

但个别陨石经过燃烧到密度相当小的残骸时,比重就会减轻许多,甚至比地球岩石比重还小。但一般的陨石都比地球上同等体积岩石的重量要大。

其五,陨石的磁性。

铁陨石,石铁陨石,甚至是石陨石都具有一定的磁性。因为其内部含有磁铁矿,主要的成分四氧化三铁具有磁性。

磁性的大小是有区别的。其原因或由于陨石内部的成分不同;或是陨落时间远近有不同,磁性的强弱会有明显变化。目前国内外普遍以是否有磁性作为鉴定的主要因素,哪怕是具有微弱磁性都能够获得承认。而一些陨石特征典型的无磁性陨石,大多难以获得相关机构和专家的承认。

其六,陨石有无球粒。

是否为陨石,单凭肉眼不能完全辨别时,人们借助10倍以上放大镜或矿物显微镜可以从陨石的断面上清晰地看到细小的球粒体。在一些陨石上多可以看见明亮的金属颗粒。大多数石陨石中还可以看到许多小球粒。铁陨石像人工冶炼的铁块,但具有灰色的熔壳,大多数铁陨石还具有特殊的合金结构。

其七,陨石的气印。

陨石在高空与气流作用而产生的类似手指印的痕迹称为气印。

是否有气印的问题,被更多陨石爱好者所重视。通过气印,人们可以推断陨石本体是在高、低空爆炸,从而更好地确定其来源。

通常情况下,陨石体积的大小与气印的大小成对应关系。陨石体积大,气印也大;陨石体积小,气印也小。吉林陨石的气印特征是大家都熟悉的,大而且突出。而山东鄄城陨石以体积小而闻名,那黑色熔壳上微小的气印也非常精美。

其八,陨石包体有无硫化物。

陨石在高空陨落过程中,受热解析出部分硫化物。硫化物与熔壳交融存在,共同形成陨石的包体。硫化物的包体一般不像熔壳一样均匀,多呈现点状和局部集结。硫化物的特征一般是较为坚硬、较脆,有着极强的附着力。

最后,需要说明的是陨石的窄义特征:不同种类陨石的特征有明显的区别,火星陨石、月球陨石、铁陨石、石铁陨石、石陨石、玻璃陨石等各有自己独特的特点。

粗略而言,以上是所有陨石汇集中较常见的不同特征,一块陨石必然具有其中的几个特征,但不可能全部具有。

5.陨石的化学成分

开展对陨石的研究,首先是对其进行物质解析,从其构成入手。

通常普通球粒陨石的平均化学成分可作为所有陨石的平均成分的近似值。但是,不同类型陨石的化学成分存在着显着的差异。如碳质球粒陨石的挥发性元素(钛、铋、铅、汞)的丰度比普通球粒陨石要高几个量级,它还含有较多的稀有气体和有机物。I型碳质球粒陨石的元素相对丰度,除了氢和氦等挥发性元素外,与太阳系的元素丰度非常接近,可认为是太阳星云的原始物质。无球粒陨石的化学成分与地球的地幔岩(超镁铁岩)十分近似,其钾/铷(K/Rb)之值也几乎一致。

普通球粒陨石与地壳火成岩的化学成分对比表明,地壳火成岩富集亲石元素(氟、铝、钛、锶、钡、锌、铊、铀等),而普通球粒陨石则富集亲铁元素(猛、铁、钴、镍、铬等钼族元素)和镁。陨石中挥发性元素(铷、锶、锌、铟、铊、铅、铋)的含量均比地壳和整个太阳系低。铁陨石的成分几乎全是铁和镍,地壳或月球的岩石都不能与它相比。

6.陨石所含的矿物元素

通常,陨石中含有大量的矿物,凡是地球中有的矿物,陨石中也都有,但陨石中有的矿物地球中还没有发现。原因就在于地球在浩渺的宇宙中只是一个微小的球体,其形成物质全部来源于宇宙空间,但并不拥有宇宙中的所有的物质成分。

目前有近30种矿物地球中没有发现,主要有五大类:单质及其类似物,如六方金刚石、氮铬矿、碳铁矿、陨氮钛矿等;硫化物及其类似硫化物,如硫铬矿、硫镁矿、硫钛铁矿、陨硫钙石等;氧化物,如镁铁钛矿、氧氮硅石;硅酸盐,如硅镁铬矿、碱硅镁石、宁静石、陨铁大隅石、陨钠镁大隅石;磷酸盐,如磷镁石、磷镁钠石、磷镁钙矿等。

在显微镜下的陨石矿物结构为:六方金刚石,强热淬火可使结晶的石墨转变为六方金刚石。晶粒均呈现细粒棱角状,因晶粒外层含有石墨而呈现灰色。硬度接近于金刚石。它属于六方晶系。

氮铬矿,属等轴晶系。细小颗粒状,直径有几个微米。其硬度高,与闪锌矿伴生。

巴磷铁矿,属六方晶系。粒状,颗粒小于1微米。白色者与铁纹石相似,浅蓝色者与陨磷铁镍类似。硫铬矿,属于单斜晶系。半自形粒状,灰色带褐,不透明,产于铁陨石中。硫镁矿,属于等轴晶系。

在球粒陨石中与镍铁矿、陨硫铁紧密连生。

陨硫铬铁矿,属于等轴晶系。块状集合体,黑色,金属光泽。它的断口不平坦,性脆,无磁性。

许多陨石中都含有这种矿物。

镁铁钛矿,属于斜方晶系,其来自阿波罗11号飞船采回的月岩中。晶体呈斜方双锥,不透明。

宁静矿,属于六方晶系。晶体形态呈薄板条状,近于不透明。它存在于月岩的玄武岩中,与晚期结晶的陨硫铁、铁三斜辉石、方英石、碱性长石组合。

三斜铁辉石,属于三斜晶系,粒状,黄色。它产于阿波罗11号自月面采集的岩石标本中,这种岩石标本主要含单斜辉石、斜长石和钛铁矿的微晶辉长岩和辉绿岩。

磷镁钠石,属于单斜晶系。其为细小颗粒状,块状集合体,浅琥珀色,透明。其产于锐钛矿陨石的金属相小洞穴中,与白磷钙石、镁磷钙钠石、钠长石、顽火辉石等伴生。

磷镁钙矿,属于单斜晶系。其为不规则粒状、细叶脉状,块状集合体,浅红色至琥珀色。其在铁陨石中沿裂隙的壁呈粒状产出,也有细脉穿插橄榄石。

7.陨石是怎样来到地球的

从目前掌握的资料来看,每年有大量的陨石作为天外来客来到地球表面。其中,大部分落到了海洋里,只有一少部分落在陆地上。

陨石落在陆地上的情景是多种多样的,陨石的成分也不完全相同。

因此,陨石以其独特的科学价值引起了人们越来越广泛地关注。

通常,陨石被认为是环绕太阳轨道运行的行星彼此碰撞、破裂而形成的碎块。在晴朗的夜晚,人们可以看到一线亮光划过夜空,瞬间消失,这种现象就是人们常说的流星。它们都是弥漫在宇宙空间中的星际尘埃,如果被地球的引力捕获,吸向地球,便形成了陨星。

当它们以极快的速度进入地球浓密的大气圈时,大多数陨星会与大气发生摩擦、生热、发光进而气化,但仍有一部分残留下来落到地表,成为陨石。

大多数陨石是行星最外层破碎而形成的石质陨石,来自行星核部的铁陨石相对较少。

8.陨石坠落过程和现象

在太阳系中,有千千万万不同大小的碎块,这些碎块被称之为流星体,它们沿着椭圆的轨道绕太阳运动。流星体通常很小。

有的流星体较大,在与地球相遇或摩擦时落到地球表面,就是人们看到的陨石。换句话说,陨石就是来自于宇宙中其他球体的石头。

当流星体高速冲入地球大气层时,其前端的空气受到强烈压缩,温度陡升到几千度甚至上万度,高温使陨石表面的物质熔化和气化。

这些气化物质仍和陨石一起以很高速度往前冲,与地球大气的分子激烈碰撞而发光,形成了耀眼的火球,这就是火流星。

有的火流星在夜晚能把广大区域照得如满月之夜,甚至如同白昼。火球一般在135千米以下的高度开始发亮,到10千米以上的高度消失。在火球消失后一分钟到几分钟内,人们可能听见霹雳般的爆炸声和雷鸣般的隆隆声。有时地震仪能记录到较大陨石的冲击波信号和陨石落地时产生震动的信号。

1908年6月30日,发生了着名的通古斯陨星事件。这天早晨,在俄国西伯利亚上空突然出现了一个大火球,它比太阳还亮,同时发出震耳欲聋的爆炸声,人们在1000千米以内都可以听到。陨星的冲击波摧毁了几百平方千米的森林,树木大片大片地倒下。各个地球物理观测站的地震仪记下了这次不平常的地震,并记录了绕行地球两圈的、强烈的空气冲击波。据推测这可能是一颗直径约70多米的小彗星的冰核与地球相遇造成的。

有时,自然现象不仅是一道美丽的风景,更是一种会对人类生命造成威胁的灾害。

在法国蒙多邦城南郊的奥个格伊小村,1864年5月14日20时,天空忽然出现一颗看似比月球还大、周围发射火花的流星,它向各方散出炽热的碎片。流星所过之处几分钟内还留有一朵小小的白云,法国各地几乎都有人看见。

约5分钟后,人们听见雷霆般的响声,在村子附近,石头像雨点般落下。后来,村民拾取时,陨石还是烫的,有的人手指还被烫伤,陨石旁的草也被热气烤焦变黄。

科学家将一些表面熔融得像涂上黑漆般的陨石进行了化学分析,知道了这些陨石里面含有铁和镁的碳化物、磁性硫化铁和氢氯化氨等。

9.什么是陨石的“居地年龄”

所谓“居地年龄”是指陨石降落后与被发现之间的时间间隔,即陨石坠落在地球上以后所经历的时间。

由于陨石降落之前在外空间轨道运行时受到宇宙射线的照射,产生各种宇宙成因核素,包括稳定的和放射性核素。根据其中放射性核素的衰变,人们就可以测出陨石的居地年龄。沙漠陨石的居地年龄一般为几万年,并与不同地区的风化速率和地表稳定时间长短有关。

由目击确定降落到地球上具体时间的陨石,数量是很少的。实际上大量的陨石落地年代不明,仅南极洲就有数千块。为了研究这些陨石的落地历史,就必须测定它们的落地年龄。

常用的测定方法是宇宙成因放射性核素法。这种方法的依据是,陨石进入地球大气层后不再受到初级宇宙线的照射,自落地时开始,其宇宙成因放射核素便将按放射性衰变规律而逐渐衰减。

现在,人们测得石陨石的落地年龄通常小于2万年。铁陨石的风化作用较慢,如塔马鲁加尔铁陨石,其落地年龄高达1.5×106年。

10.陨石都分布在哪些地区

经过科学家的研究统计,每年掉落到地球上的陨石,重1千克以内大约有19000块,而在1千克以上的有4100块,在10千克以上的有830块。但是约有70%的陨石落入海中,剩余30%的绝大部分掉在沙漠、戈壁、森林和广阔的无人地区。因而,每年能被人们拾获的陨石数量非常之少,所以其极具研究和收藏价值。

那么这些珍贵的陨石都分布在哪些地区呢?根据有关科学家调查统计得出以下地方。

陨石在地球上分布基本是均匀的,全球可分为澳亚区、象牙海岸区、莫尔达维区、北美区。澳亚区包括澳大利亚、印度尼西亚、菲律宾、柬埔寨、老挝、越南、中国雷州半岛及海南岛。这些都是陨石分布的地区。尤其是南极洲陨石分布十分广泛,是地球上陨石富集区之一。

11.为什么南极大陆的陨石如此富集

据大英博物馆的记载,除南极洲外,目前世界上发现的陨石只有2万多枚,而至今在南极发现陨石就达上万枚。为什么人们在南极发现如此多的陨石呢?

原因有两个,一是因为南极大陆寒冷的气候条件和冰雪的覆盖,抑制了陨石样品的风化,这是由南极特殊的自然环境和冰雪地貌所造成的。二是海洋占地球表面的三分之二以上,大部分陨石都掉落在海中。而掉进南极洲冰中的陨石,随冰雪的流动被一同推向了大海的方向,其中多数陨石掉进海中。有些陨石在流动中碰到冰盖下的隐蔽山脉便逆坡流动,冰被阻挡后不断消耗,而陨石便富集裸露在表面。

所以,南极陨石的特点是数量大、类型多、储存年代久、弱氧化、少污染。南极大陆可以称得上是陨石的宝库。

南极陨石的地球年龄最长,这个年龄是指陨石降落到地球表面后保存的年龄。在其他大陆,由于风化作用和环境条件因素,陨石落地后不能保存几千年。而南极大陆冰雪严寒,对陨石可起保护作用,抑制了陨石的风化作用。

所以南极陨石的地球年龄一般可达几十万年,比其他大陆陨石的地球年龄高出100多倍。现已发现有两块南极陨石的地球年龄长达500万年。

南极大陆储存的陨石最多。截至1989年,人们在南极大陆已采集到11000多块陨石样品,占全世界可用于研究的陨石样品的50%以上。应当指出,在南极大陆上,还有不少地区无人到达。随着南极科学考察的不断进展,人们将从南极大陆上采集到更多的陨石。

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