球粒隕石是迄今為止被人類觸摸到的最古老最原始的物質(zhì)! 每當(dāng)手握著它,便從心底萌發(fā)出一種感動。 那種感動溢于言表,可能是源于對它的種種好奇吧。在茫茫的銀河中,四十多億年歲的它耗時數(shù)十萬年跋涉數(shù)億里程,偶然的來到地球和你偶遇,這是怎樣的機率! 我們好奇它最原始的模樣,好奇它的家鄉(xiāng)在哪,好奇它的兄弟姐妹,更好奇它是怎樣為我們的地球帶來生命的,太多的好奇。。。 因為好奇,一百多年來,全球各地的科學(xué)家就沒有停止對它方方面面的研究探索,對于和它相關(guān)的論文和成果不勝枚舉。而大多數(shù)的研究又都是圍繞球粒隕石展開的,今天我們來一起走進球粒隕石的世界。 球粒隕石是我們太陽系中最古老的巖石,它揭示了將氣體和塵埃盤轉(zhuǎn)化為行星,衛(wèi)星,小行星和彗星的過程的重要記錄,它們被認(rèn)為是內(nèi)行星-水星、金星、地球和火星的組成物質(zhì)。 隕石學(xué)家們根據(jù)隕石的不同成因?qū)⑵錃w總為分異型隕石和未分異型隕石兩大類。分異型隕石的形成年齡比未分異的球粒隕石要晚幾百萬年以上。球粒隕石的母體是星體形成后未經(jīng)歷過熔融分異的行星體,它保留了太陽系的初始成分;而分異型隕石的母體則是由球粒隕石堆積,經(jīng)過熔融及重力分異作用(比重大的金屬成分向星體核部下沉集中)。通過這個緩慢的過程,依次形成了星體的各個部分地核(鐵隕石)、地幔(石鐵隕石)和地殼(無球粒隕石)。 隕石分類圖(下圖): 球粒隕石是一種石質(zhì)隕石,因其內(nèi)部含有圓形或次圓形(不太規(guī)則的)球粒礦物(球粒直徑0.1-2mm毫米左右)而得名。球粒隕石由一定質(zhì)量的鐵鎳金屬礦物、硅酸鹽球粒、細(xì)粒的基質(zhì)和難熔的富含Ca-Al(CAIs)的夾雜物(CAI和隕石球粒幾乎與太陽同時形成45.6億年前)組成。 球粒隕石中不同類型的隕石球粒的大小,組成和比例均有不同。根據(jù)其主要元素(鐵,鎂,硅,鈣和鋁)的濃度及其氧化態(tài),氧同位素組成和巖石學(xué)(例如,豐富的隕石球粒和基質(zhì),隕石球粒大小和礦物學(xué)),球粒隕石分成了不同的化學(xué)群和細(xì)分類別。 下圖:各類型球粒隕石豐度 普通球粒隕石(OC) 為什么稱之為普通球粒隕石呢?它普通嗎? 普通球粒隕石通俗解釋就是一種普通常見含有球粒的隕石。它是迄今為止數(shù)量最多的隕石種類,約占所有隕石總量的87%,占球粒隕石總量94.68%。組成普通球粒隕石的主要礦物是橄欖石和輝石,次要礦物為鐵紋石、鎳紋石和隕硫鐵。普通球粒隕石的大多數(shù)元素組成與太陽系是相同的,但是揮發(fā)性元素及親鐵元素有明顯的差異。它們內(nèi)部含有豐富的球粒(球粒直徑通常在0.1到2毫米的范圍內(nèi))。根據(jù)徐偉彪《天外來客》書中介紹,普通球粒隕石中鐵鎳金屬的含量不同,分為高鐵H群(鐵鎳金屬顆粒含量14%-19%)、低鐵L群(鐵鎳金屬顆粒含量4%-11%)和低鐵低金屬LL群(鐵鎳金屬顆粒含量0.5%-4%)。許多學(xué)者認(rèn)為它們被認(rèn)為來源于多個不同母體的小行星。 除了化學(xué)群的分類,又根據(jù)它們的變質(zhì)和平衡程度不同做了進一步細(xì)分,這些細(xì)分差異被稱為巖石類型。巖石類型分成了1-6的六個等級(比如云南曼桂L6,L代表化學(xué)群,6代表巖石類型)。2和1表示隕石受水的影響程度越來越大;類型3到6(后來一些科研人員將類型擴展到7)表示隕石受熱變質(zhì)程度的逐漸增大。因此,將受水影響較大的隕石歸類為1型,受熱變質(zhì)影響嚴(yán)重的歸為6型(或7型)。而自隕石形成以來,內(nèi)部未經(jīng)變化的隕石都位于2型和3型(3型被稱為非平衡型普通球粒隕石)。如H3、L3、LL3可能代表早期最原始的隕石,它們記載了有關(guān)球粒形成的資料。 和地球年齡大約(46億歲)相似的普通球粒隕石,絕對不普通! 每種巖石類型中球粒的直觀表現(xiàn)(下圖): 頑輝球粒隕石(EC) 頑輝球粒隕石是以富含礦物頑輝石(MgSiO 3)而得名。頑輝球粒隕石分為EH(高金屬含量30-35%)和EL(低金屬含量20-30%)。頑輝球粒隕石內(nèi)部含有溶于水且極易風(fēng)化的特征礦物隕硫鈣礦。其內(nèi)部大多數(shù)鐵以金屬或硫化物的形式而不是氧化物形式存在,這表明它們是在缺氧的區(qū)域形成的。 頑輝球粒隕石是一種還原程度極高的球粒隕石(也稱為E型球粒隕石)是一種罕見的隕石類型。目前全世界登記在冊的約360個(包括配對的),僅占所有隕石數(shù)量的0.6%。大多數(shù)頑球粒隕石在南極洲被發(fā)現(xiàn)的。貴州清鎮(zhèn)縣曾在1976年9月13日掉落過一次頑輝球粒隕石(目擊),它是目前世界上收集到的唯一一塊未經(jīng)受地球風(fēng)化作用的EH3型頑輝球粒隕石,非常珍貴。 碳質(zhì)球粒隕石(CC) 碳質(zhì)球粒隕石根據(jù)被認(rèn)為反映它們起源的母體類型的獨特組成進行分組。這個組的每個細(xì)分群都以字母C開頭。都是標(biāo)準(zhǔn)的雙字母C+X命名,其中C代表“碳質(zhì)”;X是以該隕石降落地名稱中的第一個字母命名,是這個群的特征性代表。因此從該字母組合中沒有關(guān)于該群體的物理性質(zhì)的線索。唯一的例外是CH組中的H代表“高金屬”。參見下圖: 碳質(zhì)球粒隕石是最原始的石質(zhì)隕石,占所有球粒隕石總量的4.16%,占所有隕石數(shù)量的3.8%,非常珍貴。碳質(zhì)球粒隕石中的鋁、鈣、鈧和稀土元素的含量高于太陽系的平均值,而其它球粒隕石則低于平均值,這是確定碳質(zhì)球粒隕石的主要指標(biāo)。幾組碳質(zhì)球粒隕石,特別是CM和CI組,含有高百分比(3%至22%)的水,以及有機化合物。它們主要由硅酸鹽,氧化物和硫化物組成。其中的揮發(fā)性有機化學(xué)物和水的存在表明它們沒有經(jīng)歷顯著加熱(> 200℃)。其他幾組C球粒隕石,例如CO、CV和CK球粒隕石,在揮發(fā)性化合物中相對較低,表明其母體小行星曾經(jīng)歷了顯著的加熱。 碳質(zhì)球粒隕石含有許多本土有機分子,包括一些與生物化學(xué)有關(guān)的分子,如糖酸,羧酸,氨基酸,核堿基,酮和醛等,因此有科學(xué)家提出這些隕石可能是地球上生命起源所必需的重要分子來源。1969年降落在澳大利亞的CM2型Murchison隕石通常被認(rèn)為是典型的碳質(zhì)隕石,研究證實其中有超過70種氨基酸和其它化合物。其氨基酸分布被用作評估實驗室中氨基酸形成反應(yīng)相關(guān)性的基準(zhǔn)。這些有機化合物,被認(rèn)為可能是地球或其它地方生命起源所需的益生元化合物的重要來源。2013年2月19日,杰森E.海因、丹尼爾P.格拉文、杰森P.德沃金通過氣相色譜-質(zhì)譜和燃燒同位素比質(zhì)譜(GC-MS/ IRMS)測定了兩個CH球粒隕石和一個CB球粒隕石中的幾個氨基酸的碳同位素比,證實了它們的外星起源。 球粒隕石中的球粒、Ca-Al難熔礦物、鐵鎳金屬和基質(zhì) 球粒 有關(guān)球粒的成因科學(xué)界有不同的看法,J.T.WASSON傾向于認(rèn)為球粒是由顆粒重熔形成的,而這些顆粒是由太陽星云內(nèi)的凝聚作用和反應(yīng)形成的,熱源則來自于閃電模式。還有人科學(xué)家認(rèn)為,某些恒星爆炸產(chǎn)生的沖擊波通過太陽星云時,將星云塵埃融化為液滴,然后冷凝結(jié)晶成為球粒。 Ca-Al難熔礦物 鐵鎳金屬和基質(zhì) 最后引用我國隕石學(xué)家的論述做個總結(jié): 作者:雨橋 |
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