'被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?'

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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。在很多現象的背後,總是隱藏著一些規律,科學家們在地球上發現的大多數隕石,雖然看上去都不過是隨機形狀的斑點,但只要將它們的所有部分銜接到一起,就會發現其中大約有25%的隕石都呈現出錐形的外觀。客觀而言,隕石在地球上的出現頻率並不罕見,那麼,我們如何全面地理解什麼是隕石、以及來到地球之後的它們為何形狀變得出奇的統一?

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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。在很多現象的背後,總是隱藏著一些規律,科學家們在地球上發現的大多數隕石,雖然看上去都不過是隨機形狀的斑點,但只要將它們的所有部分銜接到一起,就會發現其中大約有25%的隕石都呈現出錐形的外觀。客觀而言,隕石在地球上的出現頻率並不罕見,那麼,我們如何全面地理解什麼是隕石、以及來到地球之後的它們為何形狀變得出奇的統一?

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

被大氣層雕刻而成的錐體隕石

科學家們通過實驗發現,當來自太空的隕石落到地球時,處於飛行狀態中的隕石會被融化和重塑流星體,地球的大氣層將這些岩石雕刻成了更具有空氣動力學的形狀,並且讓它們處於比較穩定的狀態,以錐形的外觀最終散落到地球上。當太空岩石以特別高速的速度撞擊地球的大氣層,便會因此而產生特別強烈的摩擦,隕石會在此時自由翻滾,並伴隨著被加熱、熔化和變形。在實驗室裡,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境,科學家們的確難以完全複製這樣的條件,但研究人員通過將實驗分成幾個重要的部分、以及使用一些特殊材料來靠近這些環境因素。

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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。在很多現象的背後,總是隱藏著一些規律,科學家們在地球上發現的大多數隕石,雖然看上去都不過是隨機形狀的斑點,但只要將它們的所有部分銜接到一起,就會發現其中大約有25%的隕石都呈現出錐形的外觀。客觀而言,隕石在地球上的出現頻率並不罕見,那麼,我們如何全面地理解什麼是隕石、以及來到地球之後的它們為何形狀變得出奇的統一?

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

被大氣層雕刻而成的錐體隕石

科學家們通過實驗發現,當來自太空的隕石落到地球時,處於飛行狀態中的隕石會被融化和重塑流星體,地球的大氣層將這些岩石雕刻成了更具有空氣動力學的形狀,並且讓它們處於比較穩定的狀態,以錐形的外觀最終散落到地球上。當太空岩石以特別高速的速度撞擊地球的大氣層,便會因此而產生特別強烈的摩擦,隕石會在此時自由翻滾,並伴隨著被加熱、熔化和變形。在實驗室裡,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境,科學家們的確難以完全複製這樣的條件,但研究人員通過將實驗分成幾個重要的部分、以及使用一些特殊材料來靠近這些環境因素。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

互補實驗詮釋太空錐體的形成

如果科學家們僅僅通過一個實驗來詮釋這些太空錐體的形成,明顯是不具備太強的說服力的。研究人員首先做的第一個實驗,模擬的是一塊粗糙的岩石撞擊地球的大氣層,當粘土球釘在水流湍急的中心位置之後,他們發現粘土開始變形,並被侵蝕成了錐形。當然,這是一種非常特殊的情況,柔軟的粘土在水中是無法進行移動的,也從無鬆散的岩石可以通過高層大氣,並以一種特定的方式來定位自己。然後,科學家們做了第二個實驗,這一次是將不同種類的錐體放入水中,然後觀察它們的下降過程。通過實驗發現,不管錐體是“太胖”或太窄,都會導致其翻滾,這樣的表現和其他形狀的岩石是一致的。但在這兩個極端之間的錐體,卻會瞄準自己的方向順利滑過水麵。

科學家們通過這兩個可以互補的實驗表明,當隕石的降落過程滿足某些條件的時候,大氣入口的極端摩擦便會導致這些太空岩石形成圓錐形的外觀。摩擦力是一個物體相對於另一個物體運動的阻力,在運動中的物體之間動摩擦起著關鍵性作用,並且,在自然界中不存在完全無摩擦的環境,即使是深空中微小的物質顆粒,也可能相互作用,從而產生摩擦。而這些圓錐形的部分,有時候會幫助滾燙的岩石越來越趨於穩定,讓其指向一致的方向。同理,正是因為這樣的穩定性,會讓這些隕石變得越來越像圓錐形。最後,當這些隕石撞擊地球的地面之後,我們的研究隕石的科學家們就會遇到這些,被定向的圓錐形太空岩石的殘骸。

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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。在很多現象的背後,總是隱藏著一些規律,科學家們在地球上發現的大多數隕石,雖然看上去都不過是隨機形狀的斑點,但只要將它們的所有部分銜接到一起,就會發現其中大約有25%的隕石都呈現出錐形的外觀。客觀而言,隕石在地球上的出現頻率並不罕見,那麼,我們如何全面地理解什麼是隕石、以及來到地球之後的它們為何形狀變得出奇的統一?

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被大氣層雕刻而成的錐體隕石

科學家們通過實驗發現,當來自太空的隕石落到地球時,處於飛行狀態中的隕石會被融化和重塑流星體,地球的大氣層將這些岩石雕刻成了更具有空氣動力學的形狀,並且讓它們處於比較穩定的狀態,以錐形的外觀最終散落到地球上。當太空岩石以特別高速的速度撞擊地球的大氣層,便會因此而產生特別強烈的摩擦,隕石會在此時自由翻滾,並伴隨著被加熱、熔化和變形。在實驗室裡,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境,科學家們的確難以完全複製這樣的條件,但研究人員通過將實驗分成幾個重要的部分、以及使用一些特殊材料來靠近這些環境因素。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

互補實驗詮釋太空錐體的形成

如果科學家們僅僅通過一個實驗來詮釋這些太空錐體的形成,明顯是不具備太強的說服力的。研究人員首先做的第一個實驗,模擬的是一塊粗糙的岩石撞擊地球的大氣層,當粘土球釘在水流湍急的中心位置之後,他們發現粘土開始變形,並被侵蝕成了錐形。當然,這是一種非常特殊的情況,柔軟的粘土在水中是無法進行移動的,也從無鬆散的岩石可以通過高層大氣,並以一種特定的方式來定位自己。然後,科學家們做了第二個實驗,這一次是將不同種類的錐體放入水中,然後觀察它們的下降過程。通過實驗發現,不管錐體是“太胖”或太窄,都會導致其翻滾,這樣的表現和其他形狀的岩石是一致的。但在這兩個極端之間的錐體,卻會瞄準自己的方向順利滑過水麵。

科學家們通過這兩個可以互補的實驗表明,當隕石的降落過程滿足某些條件的時候,大氣入口的極端摩擦便會導致這些太空岩石形成圓錐形的外觀。摩擦力是一個物體相對於另一個物體運動的阻力,在運動中的物體之間動摩擦起著關鍵性作用,並且,在自然界中不存在完全無摩擦的環境,即使是深空中微小的物質顆粒,也可能相互作用,從而產生摩擦。而這些圓錐形的部分,有時候會幫助滾燙的岩石越來越趨於穩定,讓其指向一致的方向。同理,正是因為這樣的穩定性,會讓這些隕石變得越來越像圓錐形。最後,當這些隕石撞擊地球的地面之後,我們的研究隕石的科學家們就會遇到這些,被定向的圓錐形太空岩石的殘骸。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

不同種類的隕石具備什麼特質

關於隕石,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後存活下來的岩石。並且,這些隕石也有自己的分類,包括石質隕石、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隕石,它們全部由岩石材料製成,通常含有有機或含碳的化合物,甚至是水的痕跡,科學家們認為這樣的類型代表了太陽系創造的剩餘碎片。石質隕石根據起內部是否含有球粒結構,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岩石和金屬材料,由鐵、鎳、硅、酸、鹽等礦物組成,鐵鎳金屬含量30至65,其商業價值是隕石中最高的。這些隕石中的一些起源於月球或火星,可以讓科學家深入瞭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,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。這些都是由於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並泛黃,民間俗稱“黑寶綠隕石”,該隕石則屬於隕石中的上品。

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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。在很多現象的背後,總是隱藏著一些規律,科學家們在地球上發現的大多數隕石,雖然看上去都不過是隨機形狀的斑點,但只要將它們的所有部分銜接到一起,就會發現其中大約有25%的隕石都呈現出錐形的外觀。客觀而言,隕石在地球上的出現頻率並不罕見,那麼,我們如何全面地理解什麼是隕石、以及來到地球之後的它們為何形狀變得出奇的統一?

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

被大氣層雕刻而成的錐體隕石

科學家們通過實驗發現,當來自太空的隕石落到地球時,處於飛行狀態中的隕石會被融化和重塑流星體,地球的大氣層將這些岩石雕刻成了更具有空氣動力學的形狀,並且讓它們處於比較穩定的狀態,以錐形的外觀最終散落到地球上。當太空岩石以特別高速的速度撞擊地球的大氣層,便會因此而產生特別強烈的摩擦,隕石會在此時自由翻滾,並伴隨著被加熱、熔化和變形。在實驗室裡,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境,科學家們的確難以完全複製這樣的條件,但研究人員通過將實驗分成幾個重要的部分、以及使用一些特殊材料來靠近這些環境因素。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

互補實驗詮釋太空錐體的形成

如果科學家們僅僅通過一個實驗來詮釋這些太空錐體的形成,明顯是不具備太強的說服力的。研究人員首先做的第一個實驗,模擬的是一塊粗糙的岩石撞擊地球的大氣層,當粘土球釘在水流湍急的中心位置之後,他們發現粘土開始變形,並被侵蝕成了錐形。當然,這是一種非常特殊的情況,柔軟的粘土在水中是無法進行移動的,也從無鬆散的岩石可以通過高層大氣,並以一種特定的方式來定位自己。然後,科學家們做了第二個實驗,這一次是將不同種類的錐體放入水中,然後觀察它們的下降過程。通過實驗發現,不管錐體是“太胖”或太窄,都會導致其翻滾,這樣的表現和其他形狀的岩石是一致的。但在這兩個極端之間的錐體,卻會瞄準自己的方向順利滑過水麵。

科學家們通過這兩個可以互補的實驗表明,當隕石的降落過程滿足某些條件的時候,大氣入口的極端摩擦便會導致這些太空岩石形成圓錐形的外觀。摩擦力是一個物體相對於另一個物體運動的阻力,在運動中的物體之間動摩擦起著關鍵性作用,並且,在自然界中不存在完全無摩擦的環境,即使是深空中微小的物質顆粒,也可能相互作用,從而產生摩擦。而這些圓錐形的部分,有時候會幫助滾燙的岩石越來越趨於穩定,讓其指向一致的方向。同理,正是因為這樣的穩定性,會讓這些隕石變得越來越像圓錐形。最後,當這些隕石撞擊地球的地面之後,我們的研究隕石的科學家們就會遇到這些,被定向的圓錐形太空岩石的殘骸。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

不同種類的隕石具備什麼特質

關於隕石,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後存活下來的岩石。並且,這些隕石也有自己的分類,包括石質隕石、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隕石,它們全部由岩石材料製成,通常含有有機或含碳的化合物,甚至是水的痕跡,科學家們認為這樣的類型代表了太陽系創造的剩餘碎片。石質隕石根據起內部是否含有球粒結構,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岩石和金屬材料,由鐵、鎳、硅、酸、鹽等礦物組成,鐵鎳金屬含量30至65,其商業價值是隕石中最高的。這些隕石中的一些起源於月球或火星,可以讓科學家深入瞭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,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。這些都是由於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並泛黃,民間俗稱“黑寶綠隕石”,該隕石則屬於隕石中的上品。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

如何判斷隕石來自於太空何處

多數隕石被認為起源於火星和木星之間的小行星帶,並且是在大約45.6億年前的太陽系歷史早期形成的。這些小行星碎片要麼被撞出太陽軌道,要麼撞到地球軌道,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。沒有地球岩石這麼老,因為它們都被陸地地質過程反覆破壞和改造,比如,侵蝕和板塊構造。雖然很難確定特定小行星作為特定隕石類型的母體,但將隕石數據與來自地球觀測和航天器的小行星數據進行比較,則有助於確定某些隕石類型的可能來源。

一些隕石來自月球和火星,當另一個(小行星或彗星)物體與月球、或火星相撞時,這些月球或火星的地殼岩石被射入太空,並有足夠的力量將一些衝擊產生的碎片,發射到穿越地球的軌道。火星隕石、地球岩石和其他隕石類型的區別,主要在於它們的化學和礦物成分,以及它們的年齡。在火星隕石中被困在衝擊玻璃中的氣體,與1976年NASA“維京任務”所採取的火星大氣測量相匹配。它們在月球上的起源,主要是基於與航天器返回地球的月球岩石的獨特化學和礦物特徵比較。

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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。在很多現象的背後,總是隱藏著一些規律,科學家們在地球上發現的大多數隕石,雖然看上去都不過是隨機形狀的斑點,但只要將它們的所有部分銜接到一起,就會發現其中大約有25%的隕石都呈現出錐形的外觀。客觀而言,隕石在地球上的出現頻率並不罕見,那麼,我們如何全面地理解什麼是隕石、以及來到地球之後的它們為何形狀變得出奇的統一?

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

被大氣層雕刻而成的錐體隕石

科學家們通過實驗發現,當來自太空的隕石落到地球時,處於飛行狀態中的隕石會被融化和重塑流星體,地球的大氣層將這些岩石雕刻成了更具有空氣動力學的形狀,並且讓它們處於比較穩定的狀態,以錐形的外觀最終散落到地球上。當太空岩石以特別高速的速度撞擊地球的大氣層,便會因此而產生特別強烈的摩擦,隕石會在此時自由翻滾,並伴隨著被加熱、熔化和變形。在實驗室裡,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境,科學家們的確難以完全複製這樣的條件,但研究人員通過將實驗分成幾個重要的部分、以及使用一些特殊材料來靠近這些環境因素。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

互補實驗詮釋太空錐體的形成

如果科學家們僅僅通過一個實驗來詮釋這些太空錐體的形成,明顯是不具備太強的說服力的。研究人員首先做的第一個實驗,模擬的是一塊粗糙的岩石撞擊地球的大氣層,當粘土球釘在水流湍急的中心位置之後,他們發現粘土開始變形,並被侵蝕成了錐形。當然,這是一種非常特殊的情況,柔軟的粘土在水中是無法進行移動的,也從無鬆散的岩石可以通過高層大氣,並以一種特定的方式來定位自己。然後,科學家們做了第二個實驗,這一次是將不同種類的錐體放入水中,然後觀察它們的下降過程。通過實驗發現,不管錐體是“太胖”或太窄,都會導致其翻滾,這樣的表現和其他形狀的岩石是一致的。但在這兩個極端之間的錐體,卻會瞄準自己的方向順利滑過水麵。

科學家們通過這兩個可以互補的實驗表明,當隕石的降落過程滿足某些條件的時候,大氣入口的極端摩擦便會導致這些太空岩石形成圓錐形的外觀。摩擦力是一個物體相對於另一個物體運動的阻力,在運動中的物體之間動摩擦起著關鍵性作用,並且,在自然界中不存在完全無摩擦的環境,即使是深空中微小的物質顆粒,也可能相互作用,從而產生摩擦。而這些圓錐形的部分,有時候會幫助滾燙的岩石越來越趨於穩定,讓其指向一致的方向。同理,正是因為這樣的穩定性,會讓這些隕石變得越來越像圓錐形。最後,當這些隕石撞擊地球的地面之後,我們的研究隕石的科學家們就會遇到這些,被定向的圓錐形太空岩石的殘骸。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

不同種類的隕石具備什麼特質

關於隕石,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後存活下來的岩石。並且,這些隕石也有自己的分類,包括石質隕石、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隕石,它們全部由岩石材料製成,通常含有有機或含碳的化合物,甚至是水的痕跡,科學家們認為這樣的類型代表了太陽系創造的剩餘碎片。石質隕石根據起內部是否含有球粒結構,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岩石和金屬材料,由鐵、鎳、硅、酸、鹽等礦物組成,鐵鎳金屬含量30至65,其商業價值是隕石中最高的。這些隕石中的一些起源於月球或火星,可以讓科學家深入瞭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,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。這些都是由於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並泛黃,民間俗稱“黑寶綠隕石”,該隕石則屬於隕石中的上品。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

如何判斷隕石來自於太空何處

多數隕石被認為起源於火星和木星之間的小行星帶,並且是在大約45.6億年前的太陽系歷史早期形成的。這些小行星碎片要麼被撞出太陽軌道,要麼撞到地球軌道,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。沒有地球岩石這麼老,因為它們都被陸地地質過程反覆破壞和改造,比如,侵蝕和板塊構造。雖然很難確定特定小行星作為特定隕石類型的母體,但將隕石數據與來自地球觀測和航天器的小行星數據進行比較,則有助於確定某些隕石類型的可能來源。

一些隕石來自月球和火星,當另一個(小行星或彗星)物體與月球、或火星相撞時,這些月球或火星的地殼岩石被射入太空,並有足夠的力量將一些衝擊產生的碎片,發射到穿越地球的軌道。火星隕石、地球岩石和其他隕石類型的區別,主要在於它們的化學和礦物成分,以及它們的年齡。在火星隕石中被困在衝擊玻璃中的氣體,與1976年NASA“維京任務”所採取的火星大氣測量相匹配。它們在月球上的起源,主要是基於與航天器返回地球的月球岩石的獨特化學和礦物特徵比較。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

隕石研究具有哪些重要的作用

隕石的年齡範圍很廣,其中最古老的顆粒已有45.6億年的歷史,來自碳質球粒隕石的富含“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,而起源於火星的隕石的年齡,是從2億年到45億年不等。科學家們需要詳細的微觀、化學和礦物學分析,以唯一地識別和分類隕石。這些的分析可以區分在不同時間落入單個區域的兩個隕石,也可以鏈接在不同位置、或不同時間發現的單個隕石事件的兩個樣本。科學家們通過分析隕石中多種元素及其同位素的濃度,增加我們對太陽系年齡和大量化學成分的科學認知,以及隕石中不同成分及其母體的順序。

一些隕石含有由恆星產生的塵埃粒子,這些“星塵”在我們的太陽系形成之前就有了。對這些太陽系物質的研究,可以增加我們對恆星形成和演化的理解。對不同類型的隕石及其組成部分的分析,使我們對太陽系中最早的條件有了新的認識,並確定了形成可居住世界的途徑。隨著時間的推移,大型隕石撞擊塑造了我們星球和月球的部分面貌,並且,隕石可能給地球帶來了生命所必需的成分,在這些有機化合物中,比如,羧酸、複合氨基酸、脂肪胺、乙酸和甲酸,它們都可以在太空岩石內運輸很遠的距離。此外,巨大的隕石撞擊還可能導致重大物種的滅絕,並對我們星球上的生命造成不可逆的影響。

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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。在很多現象的背後,總是隱藏著一些規律,科學家們在地球上發現的大多數隕石,雖然看上去都不過是隨機形狀的斑點,但只要將它們的所有部分銜接到一起,就會發現其中大約有25%的隕石都呈現出錐形的外觀。客觀而言,隕石在地球上的出現頻率並不罕見,那麼,我們如何全面地理解什麼是隕石、以及來到地球之後的它們為何形狀變得出奇的統一?

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

被大氣層雕刻而成的錐體隕石

科學家們通過實驗發現,當來自太空的隕石落到地球時,處於飛行狀態中的隕石會被融化和重塑流星體,地球的大氣層將這些岩石雕刻成了更具有空氣動力學的形狀,並且讓它們處於比較穩定的狀態,以錐形的外觀最終散落到地球上。當太空岩石以特別高速的速度撞擊地球的大氣層,便會因此而產生特別強烈的摩擦,隕石會在此時自由翻滾,並伴隨著被加熱、熔化和變形。在實驗室裡,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境,科學家們的確難以完全複製這樣的條件,但研究人員通過將實驗分成幾個重要的部分、以及使用一些特殊材料來靠近這些環境因素。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

互補實驗詮釋太空錐體的形成

如果科學家們僅僅通過一個實驗來詮釋這些太空錐體的形成,明顯是不具備太強的說服力的。研究人員首先做的第一個實驗,模擬的是一塊粗糙的岩石撞擊地球的大氣層,當粘土球釘在水流湍急的中心位置之後,他們發現粘土開始變形,並被侵蝕成了錐形。當然,這是一種非常特殊的情況,柔軟的粘土在水中是無法進行移動的,也從無鬆散的岩石可以通過高層大氣,並以一種特定的方式來定位自己。然後,科學家們做了第二個實驗,這一次是將不同種類的錐體放入水中,然後觀察它們的下降過程。通過實驗發現,不管錐體是“太胖”或太窄,都會導致其翻滾,這樣的表現和其他形狀的岩石是一致的。但在這兩個極端之間的錐體,卻會瞄準自己的方向順利滑過水麵。

科學家們通過這兩個可以互補的實驗表明,當隕石的降落過程滿足某些條件的時候,大氣入口的極端摩擦便會導致這些太空岩石形成圓錐形的外觀。摩擦力是一個物體相對於另一個物體運動的阻力,在運動中的物體之間動摩擦起著關鍵性作用,並且,在自然界中不存在完全無摩擦的環境,即使是深空中微小的物質顆粒,也可能相互作用,從而產生摩擦。而這些圓錐形的部分,有時候會幫助滾燙的岩石越來越趨於穩定,讓其指向一致的方向。同理,正是因為這樣的穩定性,會讓這些隕石變得越來越像圓錐形。最後,當這些隕石撞擊地球的地面之後,我們的研究隕石的科學家們就會遇到這些,被定向的圓錐形太空岩石的殘骸。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

不同種類的隕石具備什麼特質

關於隕石,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後存活下來的岩石。並且,這些隕石也有自己的分類,包括石質隕石、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隕石,它們全部由岩石材料製成,通常含有有機或含碳的化合物,甚至是水的痕跡,科學家們認為這樣的類型代表了太陽系創造的剩餘碎片。石質隕石根據起內部是否含有球粒結構,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岩石和金屬材料,由鐵、鎳、硅、酸、鹽等礦物組成,鐵鎳金屬含量30至65,其商業價值是隕石中最高的。這些隕石中的一些起源於月球或火星,可以讓科學家深入瞭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,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。這些都是由於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並泛黃,民間俗稱“黑寶綠隕石”,該隕石則屬於隕石中的上品。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

如何判斷隕石來自於太空何處

多數隕石被認為起源於火星和木星之間的小行星帶,並且是在大約45.6億年前的太陽系歷史早期形成的。這些小行星碎片要麼被撞出太陽軌道,要麼撞到地球軌道,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。沒有地球岩石這麼老,因為它們都被陸地地質過程反覆破壞和改造,比如,侵蝕和板塊構造。雖然很難確定特定小行星作為特定隕石類型的母體,但將隕石數據與來自地球觀測和航天器的小行星數據進行比較,則有助於確定某些隕石類型的可能來源。

一些隕石來自月球和火星,當另一個(小行星或彗星)物體與月球、或火星相撞時,這些月球或火星的地殼岩石被射入太空,並有足夠的力量將一些衝擊產生的碎片,發射到穿越地球的軌道。火星隕石、地球岩石和其他隕石類型的區別,主要在於它們的化學和礦物成分,以及它們的年齡。在火星隕石中被困在衝擊玻璃中的氣體,與1976年NASA“維京任務”所採取的火星大氣測量相匹配。它們在月球上的起源,主要是基於與航天器返回地球的月球岩石的獨特化學和礦物特徵比較。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

隕石研究具有哪些重要的作用

隕石的年齡範圍很廣,其中最古老的顆粒已有45.6億年的歷史,來自碳質球粒隕石的富含“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,而起源於火星的隕石的年齡,是從2億年到45億年不等。科學家們需要詳細的微觀、化學和礦物學分析,以唯一地識別和分類隕石。這些的分析可以區分在不同時間落入單個區域的兩個隕石,也可以鏈接在不同位置、或不同時間發現的單個隕石事件的兩個樣本。科學家們通過分析隕石中多種元素及其同位素的濃度,增加我們對太陽系年齡和大量化學成分的科學認知,以及隕石中不同成分及其母體的順序。

一些隕石含有由恆星產生的塵埃粒子,這些“星塵”在我們的太陽系形成之前就有了。對這些太陽系物質的研究,可以增加我們對恆星形成和演化的理解。對不同類型的隕石及其組成部分的分析,使我們對太陽系中最早的條件有了新的認識,並確定了形成可居住世界的途徑。隨著時間的推移,大型隕石撞擊塑造了我們星球和月球的部分面貌,並且,隕石可能給地球帶來了生命所必需的成分,在這些有機化合物中,比如,羧酸、複合氨基酸、脂肪胺、乙酸和甲酸,它們都可以在太空岩石內運輸很遠的距離。此外,巨大的隕石撞擊還可能導致重大物種的滅絕,並對我們星球上的生命造成不可逆的影響。

被大氣層雕刻而成的錐體隕石,如何判斷它來自於太空何處?

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