陨石

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  陨石汉语拼音:Yunshi;英语:Meteorite),穿越地球大气层后陨落到地面的流星体。又称陨星。陨石陨落过程是一种壮观的自然现象,陨石是来自天外之物,自古就引起人们的兴趣。关于这些从天外降落的石块和铁块,公元前2000年前在埃及的纸草书中已有记录。中国约有700多次陨石降落的文字记录,是全世界陨石研究古代陨石的珍贵资料。世界上一些历史悠久的国家中,在古墓葬中发现一些用铁陨石制作的器物,说明古代人已注意收集和利用陨石。但对陨石的真正科学研究,是从1860年左右偏光显微镜等测试技术的实际应用之后才开展起来的。最近20多年来,墨西哥的阿连德碳质球粒陨石雨、中国的吉林陨石雨和南极地区发现收集的5000多块陨石标本,对陨石研究起了很大的促进作用。除月球样品和宇宙尘外,陨石是可供直接研究的主要地球外物质。对陨石的研究分析,可获得大量的宇宙信息。

陨落过程

  太阳系中有无 数的大小不等的流星体绕太阳以椭圆轨道运行。由于受其他天体的摄动或各天体间的碰撞会改变流星体的运行轨道,当流星体与地球相遇时,有可能陨落到地面,这就是陨石。

  当流星体高速度(约11~72千米/秒)闯入地球大气层时,其前端的空气受到强烈压缩,可使温度骤升至几千度甚至上万度,使其表面物质熔化和气化。由于与大气分子的激烈碰撞而发光形成耀眼的火球,这就是人们所看到的火流星。火球一般出现在135千米至10千米的高空。火球消失后,人们有可能听到隆隆的响声。有的流星体在高空发生爆裂,爆裂后的许多碎块散落地面,这种现象称陨石雨,如1976年发生于中国的吉林陨石雨。陨石体高速与地表冲击碰撞还可形成陨石坑。

陨石的收集

  世界各国收集陨石的历史较早,1747年,奥地利维也纳自然历史博物馆收藏了一块陨石,是为科学研究而收藏的最早的陨石。据估计,每年陨落到地球上的陨石约有500次,其中大多数陨落在海洋、江河、湖泊、山岭和荒漠地带,陨落在陆地而被发现和收集的可能只有几次。因此,陨石是稀有的珍贵宇宙标本。陨石大小不等。世界上已发现的最大铁陨石是非洲纳米比亚的霍巴铁陨石,重约60吨,中国的新疆大陨铁重约30吨;最大的石陨石是中国的吉林1号陨石,重1770千克。陨石表面一般都有一层很薄的黑色或深褐色的熔壳。陨石具有各种各样的不规则形状。

  20世纪70年代以后,在南极地区发现大量各种类型的陨石,到1980年止,已收集到约5000块。这些陨石在非常清洁的极地条件下保存下来,具有极高的科学价值。世界上的多数陨石标本都收藏在各国的自然历史博物馆、国家博物馆、陨石博物馆、天文馆和地质矿产博物馆或陈列馆中。

  陨石通常以陨落地点或发现地点的名称命名。

化学成分和矿物组成

  组成陨石的近100种化学元素与组成太阳、地球和月球等太阳系天体的化学元素是一样的。但不同类型陨石的化学成分存在着显著的差异。陨石与地球岩石一样,基本上都是由矿物组成。但由于陨石体长期处于高度真空的宇宙空间环境,未经历地球岩石所受的变质作用和风化作用。因此,陨石矿物种类和共生组合与地球矿物存在明显不同。陨石中矿物约117种,其中约34种在地球岩石中未发现,而地球岩石矿物约有2400种;陨石的主要矿物只有橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、铁纹石、镍纹石、陨硫铁、斜长石和层状硅酸盐(类蛇纹石或类绿泥石) ,种类比地球岩石少得多,地球岩石的主要矿物如石英、角闪石、钾长石、黑云母和白云母等在陨石中很少见或未发现;陨石中很少见到氢氧化物和Fe+3的化合物。

陨石分类

  1863年,N.S.马斯基林把铁镍金属和硅酸盐含量大致相等的陨石作为一个陨石大类,称石铁陨石,为陨石分类奠定了基础。现代通常按陨石的矿物组成、化学成分和结构构造,划分为石陨石、铁陨石和石铁陨石3大类。而以石陨石最为常见,约占92%。石陨石又可分为球粒陨石和无球粒陨石。球粒陨石约占全部收集到的陨石的84%。铁陨石主要依据镍、镓、锗和铱的含量及陨石构造特征分为13个化学群。石铁陨石可分为橄榄陨铁、中铁陨石、古铜鳞英铁陨石和橄榄古铜铁陨石。

陨石中的有机质

  由于陨石在陨落过程中和降落到地面后,可能受到地球有机物的污染,这给证认陨石中有机质的来源带来很大困难。在20世纪70年代以后,用有机质谱法分析了新陨落的碳质球粒陨石后,才证实了陨石中有机质的地外成因。已发现陨石中的有机化合物有氨基酸、卟啉、烷烃、芳香烃、嘌呤和嘧啶等。研究分析认为,这些有机化合物主要是原始星云凝集的晚期形成的,不是地外生命遗迹,而是非生物成因的前生物物质。这表明,地球形成时,这些与生命起源有关的有机物就混杂在地球内。但它们在地球漫长复杂的地质过程中的演化历史还不清楚。因此,对陨石等地外有机物的研究,将有可能揭示自然界有机物的形成及演化发展过程,为探索生命起源提供重要依据和线索。