漫天星光闪耀 青春扬帆起航
大家好!我是胡森,来自中国科学院地质与地球物理研究所,非常荣幸给大家讲述一些关于陨石的故事。
陨石能告诉我们什么
沿着陨石,我们可以追溯太阳系发生的很多事情。陨石是天上掉下来的星星,也是太空带给我们最珍贵的礼物。
首先来看什么是陨石。我们知道,陨石降落的时候,会高速地穿过大气层摩擦生热,这个现象通称火流星。火流星没有烧完、落在地球上的东西就是陨石。
其实,飞船返回地球的时候,和陨石降落是同一个现象。我们可以看到宇宙飞船会发光,在飞船上还会产生部分烧灼痕迹,这和陨石是非常相似的。
正是这个过程,能让我们区分清楚什么是陨石,什么不是陨石。所有的陨石经过大气层的时候,都会留下痕迹。烧蚀的痕迹会在陨石表面留下印记,形成一层黑黑的、薄薄的、1毫米左右厚的熔壳。
科学家经过多年的研究,发现陨石分很多类。根据陨石中金属铁、镍的含量,可以将陨石分成石陨石和铁陨石。这些陨石基本上都来自位于火星和木星之间的小行星带,因为这些小行星的轨道很容易受到其他行星轨道的扰动,所以它们落到地球上就变成了陨石。
最近几十年,科学家们又发现:除了来自小行星的陨石,还有来自月球和火星的陨石。对于我们的月球探测、火星探测,它们会告诉我们很多相关的故事。
阿连德陨石是一块非常著名的陨石。1969年,它降落在墨西哥的阿连德镇。这块样品最独特的地方在于,它保存了太阳系最早形成的固体。它帮助科学家精确划定了太阳系演化的起点,得出太阳系的年龄是45.67亿年的结论。正是因为这块样品这么独特,科学家们才能根据这块样品去追溯,去发现我们太阳系在45.67亿年前发生了什么事情。
人类去探测火星,其实最重要的目标就是探测生命。但是到目前为止,火星陨石是唯一一种能在实验室开展研究的火星样品。预计到2030年左右,我们才能把其他的样品从火星带回来。
ALH84001是1984年美国南极考察队在南极的艾伦山脉回收的一块样品。1996年,一个震惊全球的结果诞生了:科学家在这块火星陨石中找到了化石!找到化石就说明火星上有生命。不过,后续研究发现,疑似的化石和生命没有相关性。但是,这个工作直接推进了人类对火星的探测,包括后面的机遇号、勇气号、凤凰号、好奇号、毅力号,也包括我们现在的天问一号,都是为了去火星寻找与生命相关的一些痕迹。
2011年,提森特陨石在摩洛哥降落。它在降落的时候就被人们发现了,所以它基本上没有受到地球有机物的污染,给我们提供了一个非常好的机会,来研究火星是不是曾经具有有机物或者生命。经过实验室分析发现,这块样品里面确实含有很多富碳的东西,可能与生命相关。这是我们到目前为止能找到的,最接近火星是否有生命的证据。
所以说,陨石不但可以探测太阳系是怎么来的,而且可以帮助我们更加了解月球和火星。
去哪里寻找陨石
前面提到的这些陨石,有我们找到的,也有很多是全球的陨石爱好者找到的。那么我们应该去哪里寻找陨石?人们最先想到的可能就是南极。
首先,南极是一块大陆,表面覆盖着冰层,冰层和陨石的颜色对比度很大,更容易发现陨石。其次,南极温度很低,石头落到南极的时候,不容易风化成土。
南极陨石的分布是有规律的,不是随机的。那么,为什么有的地方没有陨石,有的地方有而且这么富集?这是因为,所有的陨石落在南极的时候会被保存在冰层或者雪里面,长时间来看,南极的冰雪会像水流一样流动。遇到阻挡的时候,冰可以升华,直接参与大气的循环,但是石头就保存下来了。这就是南极有这么多陨石的原因。
我从2006年开始做陨石研究,做到2010年的时候,经手的陨石大概有好几千块。但是,在野外找到陨石的感觉,真的很不一样。去南极找陨石真的是一件很有意思的事情。
那次,我们队里有10位队员,我排行老九。我们第一站设的目标就是南极格罗夫山的最高峰——梅森峰。
梅森峰周围全是蓝冰。看到山脚下布满了石头,我们的心里瓦凉瓦凉的——全是石头,这怎么能找到陨石?相当于要在石头里面挑石头,跟大海捞针是一个道理。
在这个地方找陨石确实很不容易。从早上到晚上,就在快结束,预计可能再干半个小时,要是再找不到就要回营地休息的时候,我们看到了一块样品。我第一次在野外看到陨石,确实不太敢认,只是看着这块样品有点像。为了确认,我们赶紧把墨镜和风镜摘了,趴在地上看,最后发现了熔壳,才确定这是块陨石。
在国内或者说在地球上,其实还有陨石的宝库:戈壁和沙漠。地球表面30%是被陆地覆盖的,这30%的区域又有大片的面积是戈壁和沙漠。
2010年,我国新疆的哈密市发生了陨石雨降落事件。就像一场雨,陨石是沿着线分布的。研究人员总共发现了大概四五百千克的样品。为了确认这件事情,我们也组了个队去考察。
相对南极来说,去沙漠地区会比较容易。我们开着车,吃着火锅,唱着歌就去了。我们过去以后发现,山与山之间的洼地里有很多车跑过的痕迹。不过幸运的是,陨石就静静地埋在车辙2米之外的地方,等着我们去发现。
陨石能回答什么问题
找到陨石之后,其实还有后面的活儿,这才是我们科学研究的重点。
在野外发现陨石的时候,我们先会给陨石拍照——一般不会直接把它翻过来,而是要先记录它的经纬度、原始产状,之后我们会将陨石送到实验室拍摄更精细的照片。我们还要开展一些物性的分析。这些工作做完之后,我们就可以拿这块陨石去切割了,把它切割成不同的形状,制成不同形式的样品。
接下来,我们就可以对陨石样品展开各种各样的分析,研究这块陨石是哪儿来的——小行星、月球还是火星,在它身上发生过什么事情。
对我来说,我可能比较关注这个样品里面有没有水和有机质。一些研究者可能更关心其他方向的问题,从而进行更深入的研究工作。陨石是挺神奇的一个东西,它记录了太阳系演化的奥秘,在它的身上发生了很多故事。
我们遥望星空的时候,也会回望地球。地球为什么会如此特殊?这其实跟太阳系的演化是密切相关的。随着科技的进步,我们人类肯定会离开地球摇篮。那么,当我们去太空探索或者在太阳系遨游的时候,我们要去探索什么,是去探索生命还是去探索别的东西?这也可以通过陨石研究来寻找答案和线索。
另外一个可能还需要我们回答的问题就是:太阳系演化到了现在这个阶段,我们的地球未来会演化成什么样子?是会演化成火星现在的样子,还是会演化成金星现在的样子?这可能需要几代人,甚至很多代人去探索。
所以说,我们现在赶上了一个好时候——我们的征程是星辰大海。这是我们的,更是你们的。
谢谢大家!
(千百度摘自微信公众号“格致论道”〔SELFtalks〕,本刊节选)