陨石揭示太阳系形成与演化的标本

75日,迎来首批观众的上海天文馆揭开神秘面纱。作为全球建筑规模最大的天文馆,将718日正式开馆的上海天文馆选取象征性建筑构件,常设展区面积15000平方米。其中,陨石展区陈列的各种珍奇陨石七十多种,吸引了大量天文及陨石爱好者的关注,进而引发一波强大的陨石热潮。

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视觉中国供图

        来自星星的,陨石大多是小行星带内小行星、月球和火星的碎片陨落到地球的岩石样品。陨石根据其中矿物组成通常分为三大类:石陨石、铁陨石和石铁陨石。石陨石的主要组分是硅酸盐矿物,包括球粒陨石和无球粒陨石;铁陨石主要由铁镍金属矿物铁纹石和镍纹石组成;石铁陨石是由铁镍金属矿物和硅酸盐矿物组成的,包括中铁陨石和橄榄陨铁。

       随着研究的深入,近年来根据陨石结构、矿-岩石学特征、化学组成及氧同位素特征,将陨石划分为未分异球粒陨石、部分分异原始无球粒陨石和分异无球粒陨石。球粒陨石又进一步划分为普通球粒陨石、碳质球粒陨石和顽辉球粒陨石等;原始无球粒陨石包括橄榄石无球粒陨石、橄辉无球粒陨石、橄榄古铜无球粒陨石、橄榄古铜陨铁、辉石无球粒陨石,以及一些与辉石无球粒陨石成因关系密切的铁陨石等;分异无球粒陨石包括钛辉无球粒陨石、顽辉无球粒陨石、古铜钙长无球粒陨石、钙长辉长无球粒陨石、古铜无球粒陨石、火星陨石、月球陨石、中铁陨石、橄榄陨铁、以及部分铁陨石等。

      目前,国际陨石数据库中显65744件有效陨石的录入,其中普通球粒陨56115件,碳质球粒陨2684件,火星陨307件,月球陨465件。这些珍贵陨石样品是认识太阳系形成和演化的直接实物标本。

       阿连德球粒陨石1969年被目击坠落于墨西哥,其中所含的富钙、铝包体形成于太阳系演化的初始阶段,近年来研究者们根据铀校正-铅法测年结果,认为太阳系形成于距今45.67亿年前,并在接下来500万年内,完成了原始星盘和球粒陨石的形成。

       研究人员根据灭绝核素法(-镁法)测得未分组无球粒陨EC 002(该陨石2020年在阿尔及利亚沙漠中发现的无球粒陨石)NWA 11119(该陨石2016年在毛里塔尼亚发现的无球粒陨石)的形成时代45.65亿年,代表了太阳系内最早期的火山活动,对于探讨太阳系早期原行星的形成以及原行星原始星壳的形成具有非常重要的科学意义。

       古铜钙长无球粒陨石、钙长辉长无球粒陨石、古铜无球粒陨石和中铁陨石通常被认为来自灶神星。科学家们根据灭绝核素法(-钨法)测得部分灶神星陨石形成于太阳系形成后300万年内,45.64亿年前,时代上与未分组无球粒陨EC 002NWA 11119相当。一些灶神星陨石所含锆石-铅年龄显示它们大多形成45.6-45.5亿年前,代表灶神星形成后广泛的岩浆活动。

       科学家们对地球样品和各类陨石-钨同位素组成研究计算出地球-幔分异发生在太阳系形成后10002900万年内,月球则大约形成于太阳系形成后2900万年。月球通常被认为某一星子与原始地球相互撞击后,由抛射物聚集形成的。支持这一假说的最主要证据是月球与地球具完全一致的氧同位素组成。

       那么陨石如何识别呢?由于陨石在穿过地球大气层的时候,与大气摩擦发生燃烧,所以对于新鲜的目击陨石,其表面会残留熔壳、熔流纹和气印等典型特征,比较容易辨认。对于很久以前陨落的发现陨石,由于受到后期的风化作用,熔壳已被剥蚀,则不易辨认。无论是球粒陨石,还是无球粒陨石,都需要通过科研部门(天文台或地质研究单位)仪器检测才能做最终确认并判定陨石类型。

     (作者系中国地质科学院地质研究所研究员)

 

创建时间:2021-07-16 09:54
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