作者：文/虞子期

在我們所生活的這塊星球的土地上，除了有依靠自身形成的豐富物質(zhì)以外，還有一些是來自太空的物體，比如，隕石就是散落在地球上的不速之客之一。在很多現(xiàn)象的背后，總是隱藏著一些規(guī)律，科學(xué)家們?cè)诘厍蛏习l(fā)現(xiàn)的大多數(shù)隕石，雖然看上去都不過是隨機(jī)形狀的斑點(diǎn)，但只要將它們的所有部分銜接到一起，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中大約有25%的隕石都呈現(xiàn)出錐形的外觀?？陀^而言，隕石在地球上的出現(xiàn)頻率并不罕見，那么，我們?nèi)绾稳娴乩斫馐裁词请E石、以及來到地球之后的它們?yōu)楹涡螤钭兊贸銎娴慕y(tǒng)一？

被大氣層雕刻而成的錐體隕石

科學(xué)家們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)來自太空的隕石落到地球時(shí)，處于飛行狀態(tài)中的隕石會(huì)被融化和重塑流星體，地球的大氣層將這些巖石雕刻成了更具有空氣動(dòng)力學(xué)的形狀，并且讓它們處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，以錐形的外觀最終散落到地球上。當(dāng)太空巖石以特別高速的速度撞擊地球的大氣層，便會(huì)因此而產(chǎn)生特別強(qiáng)烈的摩擦，隕石會(huì)在此時(shí)自由翻滾，并伴隨著被加熱、熔化和變形。在實(shí)驗(yàn)室里，從流星體隕石接觸到地球大氣層，到其著陸在地球表面所遭遇的所有環(huán)境，科學(xué)家們的確難以完全復(fù)制這樣的條件，但研究人員通過將實(shí)驗(yàn)分成幾個(gè)重要的部分、以及使用一些特殊材料來靠近這些環(huán)境因素。

互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)詮釋太空錐體的形成

如果科學(xué)家們僅僅通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)來詮釋這些太空錐體的形成，明顯是不具備太強(qiáng)的說服力的。研究人員首先做的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，模擬的是一塊粗糙的巖石撞擊地球的大氣層，當(dāng)粘土球釘在水流湍急的中心位置之后，他們發(fā)現(xiàn)粘土開始變形，并被侵蝕成了錐形。當(dāng)然，這是一種非常特殊的情況，柔軟的粘土在水中是無法進(jìn)行移動(dòng)的，也從無松散的巖石可以通過高層大氣，并以一種特定的方式來定位自己。然后，科學(xué)家們做了第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，這一次是將不同種類的錐體放入水中，然后觀察它們的下降過程。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不管錐體是“太胖”或太窄，都會(huì)導(dǎo)致其翻滾，這樣的表現(xiàn)和其他形狀的巖石是一致的。但在這兩個(gè)極端之間的錐體，卻會(huì)瞄準(zhǔn)自己的方向順利滑過水面。

科學(xué)家們通過這兩個(gè)可以互補(bǔ)的實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)隕石的降落過程滿足某些條件的時(shí)候，大氣入口的極端摩擦便會(huì)導(dǎo)致這些太空巖石形成圓錐形的外觀。摩擦力是一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的阻力，在運(yùn)動(dòng)中的物體之間動(dòng)摩擦起著關(guān)鍵性作用，并且，在自然界中不存在完全無摩擦的環(huán)境，即使是深空中微小的物質(zhì)顆粒，也可能相互作用，從而產(chǎn)生摩擦。而這些圓錐形的部分，有時(shí)候會(huì)幫助滾燙的巖石越來越趨于穩(wěn)定，讓其指向一致的方向。同理，正是因?yàn)檫@樣的穩(wěn)定性，會(huì)讓這些隕石變得越來越像圓錐形。最后，當(dāng)這些隕石撞擊地球的地面之后，我們的研究隕石的科學(xué)家們就會(huì)遇到這些，被定向的圓錐形太空巖石的殘骸。

不同種類的隕石具備什么特質(zhì)

關(guān)于隕石，我們可以這樣概括性地描述，即一顆小流星或小行星撞擊地球大氣層后存活下來的巖石。并且，這些隕石也有自己的分類，包括石質(zhì)隕石、鐵隕石和石鐵隕石三種。在這些物體中最常見的隕石類型是石質(zhì)隕石，它們?nèi)坑蓭r石材料制成，通常含有有機(jī)或含碳的化合物，甚至是水的痕跡，科學(xué)家們認(rèn)為這樣的類型代表了太陽系創(chuàng)造的剩余碎片。石質(zhì)隕石根據(jù)起內(nèi)部是否含有球粒結(jié)構(gòu)，又可分為球粒隕石和不含球粒隕石兩類，石隕石上的硅酸鹽礦物，由橄欖石、輝石和少量斜長石組成，也含少量金屬鐵微粒。

而石鐵隕石的組成則包括巖石和金屬材料，由鐵、鎳、硅、酸、鹽等礦物組成，鐵鎳金屬含量30至65，其商業(yè)價(jià)值是隕石中最高的。這些隕石中的一些起源于月球或火星，可以讓科學(xué)家深入了解太陽系中的不同物體；但鐵隕石主要含有鐵和鎳這兩種物質(zhì)，它的外表裹著一層黑色、或褐色的1毫米厚的氧化層，叫做熔殼。在其外表還有許多大大小小的圓坑，它們被叫做氣印。此外，它還有形狀各異的溝槽，叫做熔溝。這些都是由于隕落過程中它們與大氣劇烈摩擦燃燒而形成的，而其中含鎳較高的鐵隕石通體黑綠并泛黃，民間俗稱“黑寶綠隕石”，該隕石則屬于隕石中的上品。

如何判斷隕石來自于太空何處

多數(shù)隕石被認(rèn)為起源于火星和木星之間的小行星帶，并且是在大約45.6億年前的太陽系歷史早期形成的。這些小行星碎片要么被撞出太陽軌道，要么撞到地球軌道，通過與其他物體的碰撞，或者通過太陽和木星施加的引力相互作用。來自小行星帶的隕石與太陽系年齡大約相同，皆為45億年左右。沒有地球巖石這么老，因?yàn)樗鼈兌急魂懙氐刭|(zhì)過程反復(fù)破壞和改造，比如，侵蝕和板塊構(gòu)造。雖然很難確定特定小行星作為特定隕石類型的母體，但將隕石數(shù)據(jù)與來自地球觀測(cè)和航天器的小行星數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，則有助于確定某些隕石類型的可能來源。

一些隕石來自月球和火星，當(dāng)另一個(gè)（小行星或彗星）物體與月球、或火星相撞時(shí)，這些月球或火星的地殼巖石被射入太空，并有足夠的力量將一些沖擊產(chǎn)生的碎片，發(fā)射到穿越地球的軌道?；鹦请E石、地球巖石和其他隕石類型的區(qū)別，主要在于它們的化學(xué)和礦物成分，以及它們的年齡。在火星隕石中被困在沖擊玻璃中的氣體，與1976年NASA“維京任務(wù)”所采取的火星大氣測(cè)量相匹配。它們?cè)谠虑蛏系钠鹪?，主要是基于與航天器返回地球的月球巖石的獨(dú)特化學(xué)和礦物特征比較。

隕石研究具有哪些重要的作用

隕石的年齡范圍很廣，其中最古老的顆粒已有45.6億年的歷史，來自碳質(zhì)球粒隕石的富含“鈣鋁的夾雜物”。源自小行星的隕石年齡大約為45億年，源自月球的隕石年齡則在4.5至29億年之間，而起源于火星的隕石的年齡，是從2億年到45億年不等?？茖W(xué)家們需要詳細(xì)的微觀、化學(xué)和礦物學(xué)分析，以唯一地識(shí)別和分類隕石。這些的分析可以區(qū)分在不同時(shí)間落入單個(gè)區(qū)域的兩個(gè)隕石，也可以鏈接在不同位置、或不同時(shí)間發(fā)現(xiàn)的單個(gè)隕石事件的兩個(gè)樣本?？茖W(xué)家們通過分析隕石中多種元素及其同位素的濃度，增加我們對(duì)太陽系年齡和大量化學(xué)成分的科學(xué)認(rèn)知，以及隕石中不同成分及其母體的順序。

一些隕石含有由恒星產(chǎn)生的塵埃粒子，這些“星塵”在我們的太陽系形成之前就有了。對(duì)這些太陽系物質(zhì)的研究，可以增加我們對(duì)恒星形成和演化的理解。對(duì)不同類型的隕石及其組成部分的分析，使我們對(duì)太陽系中最早的條件有了新的認(rèn)識(shí)，并確定了形成可居住世界的途徑。隨著時(shí)間的推移，大型隕石撞擊塑造了我們星球和月球的部分面貌，并且，隕石可能給地球帶來了生命所必需的成分，在這些有機(jī)化合物中，比如，羧酸、復(fù)合氨基酸、脂肪胺、乙酸和甲酸，它們都可以在太空巖石內(nèi)運(yùn)輸很遠(yuǎn)的距離。此外，巨大的隕石撞擊還可能導(dǎo)致重大物種的滅絕，并對(duì)我們星球上的生命造成不可逆的影響。