一颗与地球形成有关的流星石

东升西点



与地球形成有关的流星石NWA 5400,重3.4公斤 (7 1/2 磅) (来源:AstroBob)

两年前,佛罗里达州的格雷格·胡佩 (Greg Hupe) 在摩洛哥得到一块陨石。在放大镜下,他发现这块陨石似乎既似曾相识又与与众不同,它“闪闪发光”。他把它买下并带回美国。然后寄到华盛顿大学的一个实验室去鉴别分类。作为一个资深的陨石收藏家,他能够大概地估计陨石的属性,但只有化学分析员可以准确地知道它的成分。


流星石NWA 5400的切片上有金属和橄榄石晶体

科学家把陨石分为三大类:铁,石铁和石头陨石。最普遍的铁陨石是从象地球那样大的小行星的内核得到的。重元素如铁,镍会集中到内核,而更轻的材料浮动顶端形成星幔和星壳。后来,小行星之间的碰撞,把它们的壳撞裂开来,从核心解放铁碎片,以及在表面下的岩石。石铁陨石来自核心和星壳之间的地区还有与碰撞相关的消溶。在此基础上,陨石根据所包含的矿物质和金属的数量和种类被进一步分类。胡佩的这快陨石应该分类到无球粒陨石 (achondrite)。这类陨石是小行星地壳下的由於受热、融化再结晶的岩石。它的主要成分是橄榄石 (Olivine),一种在地幔中很普遍的绿色结晶岩石。它的另一个名字是宝石橄榄石 (peridot),是八月份的出生宝石。


这是一片非常薄的NWA 5400切片,通过显微镜在特殊灯光下可以看到彩色的橄榄石晶体

无球粒陨石不多见,胡佩能得到一块3.4公斤重的这样的陨石已经非常幸运了,但其实胡佩比别人还要幸运。华盛顿大学实验室的分析揭示,这块陨石与地球岩石和月球岩石都有关,又既不是来自月球还不是来自现在的地球。基於氧同位素样品中的详尽分析,研究人员认为这块陨石有可能是45亿年前古老地球形成时产生的地球陨石。其他可能性包括另一个不同的假说,一个组成地球和月球的类地形体,或者来自一片生成月球的物质。华大的研究人员觉得有必要进一步的分析。於是把它又寄给了另一个实验室。


艺术家想象图:大约44亿年前,一颗火星大小的星体撞到了正在形成初期的地球,由此喷射出去的物质形成了月球。科学家们把这个事件称为大碰撞说 (Giant Impact Hypothesis)。

让我们来看看45亿年前地球周围是些什么。听说过大碰撞说假说吗?月球岩石从成分上看与地幔很相似,但缺少铁和镍等金属。月球和地球还有相同的三种氧同位素。几乎所有地球上的氧原子在内核中有八个质子和八个中子。科学家们把这种氧称为氧-16 (O2 oxygen-16)。其它变形还有氧-17和氧-18。它们有相同的质子但有更多的中子。

行星和小行星都有各自的三种氧同位素的比例。人们相信月球起源于地球的原因之一就是月球与地球有着相同的氧-16、氧-17、氧-18的比例。为了解释这个现象,科学家提出,一个火星大小的称作忒伊亚 (Theia) 的星体在地球形成后大约五千万年之后撞到了地球。忒伊亚是希腊神话中月亮女神塞勒涅 (Selene) 之母。这次撞击把地球和忒伊亚的大量岩石抛到了空间。忒伊亚留下的物质被地球吸收,抛出去的物质则在地球周围形成了一个环,然后这些物质积累到一起形成了月球。由於地球内部的铁核心没有受到太大的冲击,月球没有得到多少铁。现在胡佩的这块陨石可能就是第一块在那次撞击留下来的证据。

总而言之,这块陨石是否真的那么特殊还有待科学家们的结论。我们现在能做的就是通过这个故事学习一些有趣的科普知识。也许在读者当中有些在读完本文之后也能最后成为陨石收藏家呢。顺便提一句,现年47岁的胡佩已经退休了。他原来和他人合伙开了一家计算机公司。事业上的成功使得他可以早早地开始把自己的业余爱好变成职业。

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作者: dongshengpoint

硅谷工程师

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