隕石(英文:meteorite)是地球以外未燃盡的宇宙流星脫離原有運行軌道或塵碎塊散落到地球或其他行星表面的石質的、鐵質的或是石鐵混合物質。隕石絕大多數來自位于火星和木星之間的小行星,少數來自月球和火星。隕石中最豐富的元素為Fe、Ni、Si、S、Ca、Co和O等,其中以Fe、Ni含量最高。隕石礦物以橄欖石、輝石、鐵紋石、鎳紋石、隕硫鐵、層狀硅酸鹽礦物和斜長石含量最多。隕石含有地球上已知的許多礦物,也含有一些在地球上至今尚未發現的礦物。隕石大致可以分為三類:石隕石、石鐵隕石和鐵隕石(也稱為隕鐵)。隕石收集的主要區域為南極和沙漠。隕石因其稀有性和科研價值,具有很高的收藏價值。
歷史
中國古代時就有關于隕石的記載,古人稱隕石為隕星、隕鐵、落星石等?!妒酚洝ぬ旃贂酚醒裕骸靶菈嬛恋兀E石也”,《春秋》一書曾提到魯莊公七年(公元前687年)四月有隕石降落。沈括也在《夢溪筆談·隕石》中寫到:“天有大聲如雷,乃一大星……遠近皆見,火光赫然照天……乃得一圓石,猶熱,其大如拳,一頭微銳,色如鐵,重亦如之”,他不僅記錄了隕石的降落過程,還對隕石的形狀、色澤、重量等都做了詳盡的描述。
隕石常被早期人類用作提煉鐵的原料。約克角上的因紐特人用隕石碎片來制作魚叉的金屬頭。蘇美爾人用最古老的文字AN.BAR來命名鐵,該詞由象形文字“天空”和“火”組成,意指隕石。公元前14世紀的文獻里記載了赫梯國王使用“來自天上的黑鐵”的情況。米諾斯文明時期(前2000年)的克里特人也知曉鐵隕石的存在并利用其煉鐵,在克諾索斯的墓葬中發現了大量的鐵器。
中國明朝時期,在南丹縣境內降落了鐵隕石雨,1958年發現其遺跡。1976年3月8日15時,中國吉林地區突降吉林普通球粒隕石雨,其散落范圍約四五百平方公里,搜集到的隕石有一百多塊,總質量達2.7噸,其中最小的一塊0.5千克,最大的1號隕石為1770千克,名列世界單塊石隕石質量之首。1977年3月11日11時54分,中國湖南常德市突降石隕石雨,規模、數量和范圍均小于吉林隕石雨。
1947年2月12日上午,蘇聯西伯利亞東部的Sikhote-Alin山上出現了一個拖著一串蒸發和冷凝物質的巨大的火球,估計其總質量為200噸。數以千計的鐵隕石碎片撞向地面,造成超過100個撞擊坑和穿透孔,最大的一個有26米寬、6米深,到達地面的剩余質量約有70噸。經過50余年的搜索,撞擊現場發現了超過25噸的隕石。
世界上質量最大的鐵隕石是發現于非洲納米比亞的霍巴隕石,質量約60噸,表面積超過6.5平方米。由于質量巨大,這顆隕石自1920年被一名農夫發現后便一直未被搬離發現地。其次是格林蘭的約角1號鐵隕石,重約33噸。我國新疆鐵隕石,重約28噸,是世界第三大鐵隕石。世界上質量最大的石隕石是發現于中國吉林的“吉林一號”隕石,單塊質量約1770千克,總收集樣品質量為2550千克。中國質量最大的鐵隕石是19世紀末在新疆清河縣發現的“銀駱駝”,是中國第一大、世界第三大鐵隕石,質量約28噸,目前存放于新疆地質礦產博物館。
來源與形成
隕石從在空間中生成至到達地球表面的過程可分為十個階段:①核合成階段;②凝聚階段;③球粒形成階段;④吸積階段;⑤靜力變質階段;⑥沖擊變質;⑦從母體被拋出;⑧在空間磨損階段;⑨與地球撞擊階段;⑩在地球上被發現。
來源
隕石絕大多數來自位于火星和木星之間的小行星,少數來自月球和火星?,F有的各種資料說明,大多數隕石都起源于小行星帶,而且,可能其實就是小行星的碎塊。由遙感方法確定的小行星組分資料與上述結論是一致的,已經知道有一些小行星——阿波羅(Apollo)小行星,曾經進入越地軌道。某些隕石,特別是富鈣無球粒隕石,曾被認為是由于隕石撞擊而從月球上分離出來的濺射物;也有人認為某些隕石,特別是碳質球粒隕石可能是從彗星核部分離出來的,但這些都缺少證據。
大多數研究者認為,如果不是全部,至少也是絕大多數隕石是在4.6 ×109a以前形成于小行星帶附近的。而且,大多數人認為無球粒隕石、鐵隕石與石鐵隕石(統稱為分異隕石)乃是由球粒隕石經高溫熔融分異和結晶而形成的產物,代表了小行星內部不同層次的樣品,其中鐵隕石對應小行星中心的鐵核,石鐵隕石對應中間的石鐵混合幔層,無球粒隕石對應外部以石質為主的殼層。絕大多數隕石群,通常是由于母體內部的熔化與分異作用形成的,且存在多種隕石母體。絕大多數隕石群,通常是由于母體內部的熔化與分異作用形成的,且存在多種隕石母體。由于火星和/或木星的攝動和/或在它們之間的碰撞,使隕石進入越地軌道,最后撞擊到地球上。
起初,星云塵埃聚集在一起形成小的松散結合塵埃球。在太陽星云的某些部位這些塵埃球遇到強烈的高溫事件而被融化,形成熔融硅酸鹽和金屬液滴(像熔巖)。由于高溫事件,星云中熔融的小液滴迅速冷卻形成毫米級大小的巖石球體,即為球粒(chondrules)。含有這些球粒的隕石被稱為球粒隕石。有時在太陽星云中氣溫上升如此之高使得塵埃開始蒸發,留下難熔點殘留物。在其他時候,氣溫又變得很低,星云氣體中新的塵埃開始凝聚。隨著時間的推移,球粒、蒸發殘留物和冷凝物相互碰撞,互相堆積,形成星云沉積物,并最終形成較大的天體,稱為星子(planetesimals)(直徑幾十千米)。我們最原始的隕石樣品就是這些復雜但原始的星云(前行星)物質的混合物。
形成
小行星主帶中密布的小行星之間發生相互碰撞(包括碰撞改變彼此軌道或碰撞產生碎片),或受到太陽系內各大天體的引力攝動改變軌道,部分小行星會被地球引力捕獲,形成隕星體。流星體在行近行星(包括地球)或其它大星體時,在行星引力(地球引力)下以10~70 km/s的高速度進入大氣層中。通常在145~110 km高空處與大氣發生明顯摩擦而燃燒發光,其在下落途中會因燃燒而氣化消耗,直徑為2~3毫米的顆粒會被加熱至表面熔融而不會到達地球表面,直徑約10米以上的較大塊星體未燒盡前的殘余部分落到地面后即為隕石,但質量和體積都會有所減少。
大的隕石墜落到地球上時,速度可能仍接近它們的第二宇宙速度,在超高速的撞擊下,地表也會因為受到隕石撞擊而產生隕石沖擊坑,簡稱隕擊坑;相對而言,不夠大的隕石墜地時往往已達到終端速度,最多只能形成一個小坑洞。隕石降落的主要現象為發出聲音和放出火光。隕石下降過程發出的聲響是由高空飛行的星體與大氣的相互作用中產生的壓力波引起的。而隕石的發光過程是由兩種不同的機制共同作用而產生的。首先隨著空氣阻力的作用,星體溫度會迅速升高至熔點而變得白熱,但這一過程散發出的微弱光線并不足以在地面上被觀測到。隨著溫度繼續升高,星體周圍的空氣開始與其同時加熱,空氣中的原子開始電離失去電子,同時又迅速奪回電子并釋放出強烈的光線,使星體周圍變得白熱并產生一個直徑為數百米的巨大發光球形氣團,即人類從地面可觀測到的火光。
隕石降至地表時并其表面并不會表現出高溫。在平均海拔約為15000米時,隕石降落的速度已經很小,不足以讓大氣壓縮并產生熱量,所以沒有足夠的熱量傳導到隕石的內部。在撞擊地面之前的很長時間,隕石的表面溫度就已經變得溫暖甚至寒冷,甚至會出現一層薄冰。但由于鐵是一種更好的導熱體,所以鐵隕石與其他隕石不同,降至地表時會發燙,但也不會特別熾熱。
根據天文觀測者的火球發現記錄,隕石進入地球軌道第一個高峰期是公元1000年,第二個是公元1500年,第三個是2000年。
命名
隕石是根據它們被發現的位置命名的,例如,墜落在墨西哥阿連德稱為阿連德隕石。在南極洲和北非,這些已經發現許多隕石的地方,隕石的命名為縮寫加3~6位數的數字,縮寫與數字之間有一個空格,例如ALH 84001。也有例外的情況,明日香和大和使用連字符連接,例如Y-86720;1981年之前命名的某些南極隕石,使用A代替空格,例如ALHA77307。同一個隕石的碎片可能有不同的編號或名稱。由于在寒冷和炎熱的沙漠中發現了大量隕石,2014年的時候已知的隕石已超過4×104顆,且這一數字還在迅速增長。官方認可的隕石及其分類列于隕石公告數據庫中。
分類
20世紀初,德國學者Rose依據隕石的礦物組成和結構對其進行了分類,隨后奧地利維也納大學的Tschermak和維也納自然歷史博物館的Brezina修改和擴大了Rose的分類,并由Brezina在1904年提出,稱為Rose-Tschermak-Brezina分類,該分類將隕石分為8大類、76個亞類,在20世紀中期得到了很好的使用,但最終因為太復雜而被新方法取代。1916年,英國博物館的George T. Prior根據隕石之間的化學和礦物學關系,根據隕石中鐵﹣金屬的變化和橄欖石、輝石中鐵含量的變化,將隕石分為5族、19類,分別為球粒隕石、貧鈣無球粒隕石和富鈣無球粒隕石、石—鐵隕石和鐵隕石。這一分類體系一直被沿用至20世紀60年代。直至1967年,加利福尼亞州大學圣地亞哥分校的Klaus Keil和Kurt Fredriksson使用電子顯微鏡首次對隕石組成進行顯微分析后,使得隕石學家能夠精確地確定隕石的元素組成,特別是測量鐵隕石中微量元素的組成,進而形成了一種全新的分類體系。
根據隕石的體積組成和質地,可以將其分為兩大類,球粒隕石和非球粒隕石。后者又細分為無球粒隕石、石鐵隕石和鐵隕石。
球粒隕石
球粒隕石是內部均勻分布毫米級硅酸鹽球粒的石隕石,是太陽系內最原始的物質,其平均化學成分代表了太陽系的化學成分。球粒一般由橄欖石和斜方輝石組成,球粒間的基質由鎳鐵、隕硫鐵、斜長石、橄欖石、輝石等組成。其密度約為3.0~3.5 g/cm3。根據化學組成的不同可將球粒隕石分為:普通球粒隕石(O群)、碳質球粒隕石(C群)和頑火輝石球粒隕石(E群)三類。
普通球粒隕石可分為三個亞群,即H(高鐵)、L(低鐵)和LL(低鐵低金屬)亞群。碳質球粒隕石中含有大量水和有機化合物,密度較低,并且含有近似等于太陽比例的重元素,也含有碳和磁鐵礦,說明自其形成一直沒有強烈受熱、壓縮和變化,即沒有被深深埋入行星體的內部。碳質球粒隕石根據其產出地的英文單詞首字母可分為CI、CM、CO、CV、CK、CR、CH、CB亞群。CI碳質球粒隕石的元素豐度與太陽系元素的豐度非常接近,因此常采用CI碳質球粒隕石的化學成分來估計太陽系中非揮發性元素的豐度。頑火輝石球粒隕石因含有頑火輝石而得名,可分為EH和EL兩個亞群。其通常呈還原性,鐵元素通常以單質形式存在其內,幾乎不含鐵的氧化物。加拿大的阿比隕石即為頑火輝石球粒隕石。
玻璃隕石也是石隕石一種。玻璃隕石又稱雷公墨,是某種石隕石降落過程中融化的液質冷卻后的產物,化學組成為SiO?(48%~85%)、Al?O?(8%~18%)、FeO(1.4%~11%)、MgO(0.4%~28%)、CaO(0.3%~10%)、Na?O(0.3%~3.9%)、K?O(1.3%~3.8%)、TiO?(0.3%~1.1%)。玻璃隕石為半透明的玻璃質體,有微弱磁性,顏色為墨綠色、綠色、淡綠色、棕色、褐色、深褐色,還有少見的朱砂色,折光率為1.48~1.62,密度為2.3~3.0 g/cm3,某些微玻璃隕石可以達到更高的數值。玻璃隕石是在高空、高溫、高壓和高速下形成的,有明顯的形成特征:內部高純度無雜質,通體布滿致密的小氣泡,外部有融殼,融殼上有流紋,外部和融殼下有時會產生大的氣印。玻璃隕石內常有氣泡空腔,大小由幾微米至幾毫米,個別可達幾厘米,有的還含有焦石英、柯石英、斜鋯石和隕石中常見的鐵鎳金屬。
無球粒隕石
無球粒隕石占隕石總數的8%左右,是內部沒有球狀顆粒的石隕石。其顆粒大于球粒隕石,沒有球粒結構。無球粒隕石的母體經熔融后含有獨特的紋理和熔融礦物,與地球上的巖漿巖、玄武巖結構類似。成分類似于地球上的鎂鐵質巖—超鎂鐵質巖石,更接近于輝石巖,最主要的礦物是輝石和培長石。按照礦物成分可以將無球粒隕石分成下列各群:鈦輝無球粒隕石、頑火無球粒隕石、純橄無球粒隕石、奧長古銅無球粒隕石、鈣長輝長無球粒隕石、古銅鈣長無球粒隕石、透輝橄無球粒隕石、輝熔長無球粒隕石、橄輝無球粒隕石。無球粒隕石密度約為3.28 g/cm3。
無球粒隕石隕石還可分為原始無球粒隕石、火星隕石、月球隕石和小行星隕石等。原始無球粒隕石的化學成分與球粒隕石相近,具有一些球粒的遺跡;月球隕石是來自月球的隕石,可能是月球遭到撞擊產生的碎塊;小行星隕石因母天體的不同,礦物和化學原始無球粒隕石的化學成分與球粒隕石相近,具有一些球粒的遺跡。
石鐵隕石
石鐵隕石僅占隕石總數的1.2%左右。由鐵、鎳和硅酸鹽礦物組成,鐵鎳含量>70%,其次為Si、Al、Ni等,密度為5.5~6.0 g/cm3。主要礦物有錐紋石、鎳紋石、合紋石等,次要礦物有隕硫鐵、鉻鐵礦、石墨等。石鐵隕石根據其內部的主要成分和構造特點可分為橄欖石石鐵隕石(PAL)、中鐵隕石(MES)、古銅輝石—鱗石英石鐵隕石。橄欖石石鐵隕石中橄欖石、隕硫鐵和隕碳鐵呈鑲嵌狀分布在鐵鎳金屬之中,鐵鎳相中鎳含量為10%~15%;中鐵隕石由大致相等的硅酸鹽相和金屬相組成,金屬中含鎳約7%。
鐵隕石
鐵隕石也稱隕鐵,占隕石總數的3.2%,其價值較鐵紋石更高。其中Fe、Ni含量≥95%,還含有少量Co、S、P、Cu、Cr、C等元素,密度為8.0~8.5 g/cm3。鐵隕石由兩種主要礦物組成,即鐵紋石和鎳紋石,此外還含有少量石墨、隕磷鐵鎳石、隕硫鉻鐵、隕碳鐵、鉻鐵礦和隕硫鐵等礦物。鐵隕石切面像純鐵一樣亮,經打磨后可看到兩種礦物分離后形成的魏德曼花紋,其形成需要非常長的時間將鐵鎳冷卻(地球上難以重現該過程),這是辨認鐵隕石的一個主要方法。鐵隕石可以分為三個亞類:六面體式隕鐵、八面體式隕鐵和富鎳中隕鐵隕石。
主要特性
礦物組成
隕石中的化學元素超過20余種,與地球上已知化學元素的組成沒有任何不同,只是在含量上有差異。隕石中最豐富的元素為Fe、Ni、Si、S、Ca、Co和O等。其中鐵占90%左右,鎳的含量一般在4%~8%之間。Ni在地球上較為稀少,但是在隕石中廣泛存在。O只以化合物的形式出現。此外還含有Al、Na、Mg、K、Mn、Cr、V、Cu、Pb、Zn、Mo、Sr、Bi、Sn、Rb、Ge、As、P、CI等元素,也可能含有Au、Ir等稀貴金屬元素。
隕石礦物是指隕石的組成礦物,目前發現的隕石礦物種約有294種。隕石礦物可分為自然元素和金屬、碳化物、氮化物和氮氧化物、磷化物、硅化物、硫化物、氧化物與氫氧化物、含氧鹽(包括硅酸鹽、碳酸根、硫酸鹽、磷酸鹽、鉬酸鹽)、鹵化物等。隕石含有地球上已知的許多礦物,也含有一些在地球上至今尚未發現的礦物,地球巖石中尚未發現的原生隕石礦物大約有50余種。隕石礦物以橄欖石、輝石、鐵紋石、鎳紋石、隕硫鐵、層狀硅酸鹽礦物(類蛇紋石和類綠泥石)和培長石含量最多,其他礦物則含量低且粒度小。在太陽星云的還原和強還原條件下形成的隕石礦物如鐵紋石、鎳紋石、隕硫鐵、隕碳鐵、硅磷鎳礦等在地球上并不多見,隕磷鐵鎳石、隕硫鉻鐵和硫鈦鐵礦在地球上幾乎沒有。有的隕石礦物在地球上也存在,但形成條件不同。有些隕石礦物是由于地球外沖擊變質而形成的,如林伍德石和鎂鐵榴石等,這些礦物在不存在于地球表面,但存在于地幔深部出現。原生隕石礦物中含水的礦物只有9種,其中4種含有或可能含有羥基,5種含結晶水。
除特殊的礦物成分外,隕石還有特殊的元素和同位素組成特征。在隕石中由氣相凝聚形成的金剛石、碳化硅等就含有異常同位素比值,被認為是前太陽物質。太陽系內引起同位素組成發生變化的原因有物理化學效應、原始放射性核素的衰變和太陽系發生的核反應等。
物理特性
大小
隕石的大小相差懸殊,由顯微顆粒到重60000kg(60t)不等。人們發現的鐵隕石,半數以上其重量在5到80kg之間,其中最常見的為10~20kg。隕石的密度一般較高,高于地球上的一般巖石。絕大多數隕石比同體積的一般地球巖石的質量要大,鐵隕石平均要重3.5倍,石隕石要重1.5倍。
形狀
隕石的形狀各異。不過有一種趨勢,即石隕石外形大體上三向相等;而鐵隕石則很不規則,經常帶有明顯的疙瘩或深洞。小一點的石隕石常常是圓的或團塊狀的。決定隕石形狀的因素包括:太空中的侵蝕與碰撞、穿過地球大氣圈過程中的熔融(燒蝕)與破碎、與地球表面碰撞和風化作用。定向隕石在穿過大氣圈時方向不變,形成錐形或丘形的隕石,其前緣表面與尾部表面有明顯不同。
表面特征
許多剛剛隕落的隕石表面比較平滑,缺乏特征性標志。然而有些隕石有溝槽,淺坑和/或深洞。最普通的表面凹凸為淺坑,好像軟泥上的手指印。這些凹坑象大拇指痕或熔坑,特別是拇指痕是鐵隕石的特征。很明顯,它是由空氣燒蝕產生的。如果發育充分,熔坑直徑大約是隕石本身直徑的1/10。定向隕石的前方表面上有溝槽或細長拇指痕,從頂端向外輻射。后部表面上或沒有標記,或有淺槽,但比前者的間距要大得多。
熔殼
隕石在大氣層中表面被加熱,熔化產生熔殼。絕大多數熔殼是黑色的,但頑火輝石球粒隕石,由于它含鐵量很少,其熔殼是無色的或是淺黃色的。鐵隕石熔殼非常薄(<1mm),由磁鐵礦(Fe3O4)組成。石隕石熔殼比較厚(數毫米,或數厘米以上),由黑色或淺黃色玻璃組成。球粒隕石與貧鈣無球粒隕石,一般具有明亮光祥的比較厚的熔殼。定向鐵隕石前緣上的熔殼表面總是光滑的。鐵紋石的前緣表面也常是光滑的,但其上有分散的細小棱角狀鎳—鐵結癤[jiē]。側面上的熔殼總是有很多條紋朝著隕石定向分布,表明了隕石的運動方向。在鐵隕石上,條紋末端呈滴狀。一些鐵隕石尾部表面被細小的癤或瘤所,它們部分地熔合在一起。石隕石尾部熔殼有許多氣泡,因而呈多孔狀,其中有些孔暴于隕石表面之上。
磁性
隕石還具有磁性,大多數隕石都含有鐵所以能被四氧化三鐵吸住。
結構特性
球粒隕石
球粒隕石的特點是其內部含有大量毫米到亞毫米級的硅酸鹽球體。
無球粒隕石
其礦物成分及結構構造與地球巖石的相似,它們不含球粒,也沒有金屬相。
鐵隕石
鐵隕石可根據Ni的含量和鐵紋石及鎳紋石的相對含量面分為不同的類別,一般而言,含鎳量在6~14%的鐵隕石,具有一種明顯由鐵紋石和鎳紋石片晶構成的圖象,稱之為維氏臺登(Widmanstatten)構造。鐵紋石和鎳紋石片晶呈八面體排列者,稱為八面體鐵隕石。不具維氏臺登構造(含鎳量低于6%)的鐵隕石,主要是大的鐵紋石單晶體,具有典型的沖擊雙晶結構,此類鐵隕石具體心鐵隕石的立方體(六面體)解理,故稱之為六面體鐵隕石。當含鎳量超過14%時,細粒八面體鐵隕石的維氏臺登構造消失,而只能見到細粒鐵紋石和鎳紋石呈角礫斑雜狀的交生現象。當含Ni高于25%時,富鎳角礫鐵隕石主要由鎳紋石組成。
石鐵隕石
石鐵隕石通常又被分為橄欖石石鐵隕石(Pallasite)和中鐵隕石(Mesosiderite)。橄欖隕鐵中鐵鎂硅酸鹽晶體往往鑲嵌于金屬基質中。中鐵隕石則可能是沒有成因聯系、不同物質來源的混合物,常含有長石和含鈣輝石組成的巖石角礫。
發現區域
全球每年約有4萬噸隕石碎片穿過大氣層,降落到地面上的隕石約有21.3噸,大概有20000多塊。由于隕石通常降落在海洋、荒草、森林和山地等地區,所以每年被人發現并收集到手的隕石只有幾十塊。
南極和沙漠區域已經成為隕石收集的主要區域。中國、美國、日本、俄羅斯和韓國等已經從南極收集到了大量的隕石樣品(截至2016年11月2日獲得國際隕石學會命名的南極隕石已達41746塊)。自1989年在非洲撒哈拉沙漠發現了集中分布的隕石樣品以來,已從沙漠地區發現了大量的隕石樣品,目前從利比亞沙漠中收集到超過1000塊隕石,撒哈拉沙漠中收集到有明確地理坐標的隕石有近500塊,阿曼沙漠中收集到4000余塊,埃及沙漠中收集到60塊,伊朗沙漠中收集到近50塊,澳大利亞沙漠中收集到600多塊,智利沙漠中收集到超過800塊。此外,在西北非沙漠中收集到了8800多塊無坐標隕石(樣品提供者未給出隕石收集地點的地理坐標)。可以肯定的是,目前還有大量的沙漠隕石未獲得國際命名。與國際沙漠隕石的回收相比,中國沙漠隕石的發現時間相對較晚,2007年在新疆阿拉爾的戈壁中發現了2塊隕石,后來被命名為Alaer 001和Alaer 002。
品質鑒定
隕石可通過其物理和結構特性等進行鑒別,可由表面熔殼、氣印、球粒、磁性等特征進行判斷。隕石的化學元素含量和鎳的含量與地球礦物不同,通過測定含量也可進行鑒別。
不同隕石種類特征明顯不同,一塊隕石必然具有下列特征中的幾個,但不可能同時全部具有。
①形態:隕石多具有不規則形態,幾乎任何形態的隕石都是可能的。高空爆炸隕石的邊緣多是圓滑的。而低空爆炸或發生次爆炸(隕落過程中發生碰撞導致)的隕石邊緣相對銳利,甚至形成邊角齊整,刃面鋒利的狀態。
②熔殼:隕石表面常有一層薄薄的灰黑色或藍灰色的熔殼,其有無、厚度、熔流方向及熔流線的有無等在鑒定時有著至關重要的作用。高空爆炸隕石的熔殼厚度多在1毫米左右,局部甚至超過2~3毫米。熔殼上有大小不等的熔坑。次爆炸隕石產生的熔殼通常薄于首次爆炸的熔殼。熔殼的包裹程度取決于隕石爆炸的等級大小和高度;隕石隕落過程中伴有暴雨出現的,熔殼的龜裂紋更加明顯,日久則導致熔殼脫落。個別低空爆炸的隕石尚來不及燃燒就隕落地面的甚至沒有熔殼出現,而這樣的隕石于有熔殼的隕石具有同等的價值。
③色彩:隕石多是黑色或褐色的,個別呈藍色、黃色和紅色。玻璃隕石的色彩更豐富些,綠色、紅色、黃色、橙色、藍色等。白色隕石和淺色隕石非常罕見。隕石質地不同,顏色也不相同。
④密度:因含有鐵鎳等金屬的緣故,隕石比地球上同體積巖石的重量要重很多,其密度可高達8克/立方厘米;但個別隕石處于燃燒至密度較小的殘骸時,比重會很小,甚至比地球巖石還小。
⑤磁性:由于隕石內部的組分不同,或由于隕落時間久遠,磁性的強弱會有明顯變化。目前國內外普遍以是否有磁性作為鑒定的主要因素,哪怕是具有微弱磁性都能夠獲得承認。而無磁性隕石多難以獲得相關機構和專家的承認。
6)球粒:大部分隕石都是球粒隕石(占總數的90%),這些隕石中有大量毫米大小的硅酸鹽球體,稱作球粒??山柚糯箸R或顯微鏡觀察球粒隕石的新鮮斷裂面上是否有清晰的圓形球粒。在一些隕石上可見明亮的金屬顆粒,大多數石隕石中還可見許多小球粒。鐵隕石像人工冶煉的鐵塊,具有灰色的熔殼,大多數鐵隕石還具有特殊的合金結構。
⑦氣印:隕石在高空與氣流作用而產生的類似手指印的痕跡。隕石體積的大小通常與氣印的大小成正相關關系。吉林隕石以大且突出的氣印著稱;而以體積小而聞名的山東鄄[juàn]城隕石,其黑色熔殼上的氣印微小。
⑧隕礦:盡管隕石所含的元素地球都有,但隕礦與地球礦物的特征差異明顯。如隕石中有Fe(鐵)、Ni(鎳)的金屬態,在地殼中幾乎不存在;隕石中常見礦物為無水的,而地殼中常見礦物很多是含水的。這些差異是因為隕石是在高溫還原狀態下形成的。
⑨包體:隕石在高空隕落過程中,受熱析出部分硫化物。硫化物與熔殼交融存在,共同形成隕石的包體。
⑩紋像:在鐵隕石(特別是八面鐵隕石)上切割一個斷面,表面打光后,用5%的硝酸酒精侵蝕,放在反光鏡下,即可看到由鐵紋石片晶和鎳紋石片晶組成美麗的網格狀圖案,學名叫維斯臺登像。從鋼鐵廠生產出來的鐵塊是不可能有此特征的。
?角礫化現象。太陽系早期歷史中小行星母體與其他小行星之間會發生碰撞,當沖擊壓力超過90000兆帕時則會導致內部物質熔融形成沖擊熔融角礫巖。
?內部金屬:鐵隕石和石鐵隕石內部都含有金屬鐵組成,這些鐵的鎳含量很高。球粒隕石內部也有金屬顆粒,在新鮮斷裂面上能看到細小的金屬顆粒。
收藏價值
隕石具有潛在的收藏價值,因為其相對于產自地球本身的珠寶玉石,數量非常稀少。部分鐵隕石和橄欖石石鐵隕石具有漂亮的外觀和精美的內部紋路,球粒隕石具有地球巖石中罕見的球粒結構,因此,這些隕石被商家開發為飾品和擺件在市場上流通。玻璃隕石如莫爾道玻璃隕石可用作寶石,常被制成刻面或弧面形寶石,原石也可直接鑲制為首飾和配件等。
國際隕石市場發源較早,歐美在1970年隕石的買賣已經形成規模,每年在各大隕石富集區、歐美和日本都會舉行具有一定規模的隕石交易展會,如每年10月底的德國慕尼黑礦物展、2月的美國圖森礦物展、6月的香港特別行政區礦物化石展等。中國隕石收藏市場起步較晚。從2005年1月至2016年5月期間邦瀚斯拍賣行在全球的隕石成交紀錄看,石鐵隕石在拍賣總額中占據了成交拍品總額的26%,吉比恩隕石、阿根廷隕鐵以及阿林隕石在邦瀚斯隕石拍賣中占總份額接近48%;火星隕石與月球隕石分別占了7%和6%;其余占13%。影響隕石價值及價格主要因素包括:隕石類型和稀缺性,月球隕石和火星隕石獨特的科研貢獻加上稀缺性,使得它們成為價格最高的隕石拍品,拍品克單價在500~2500美元之間波動。此外,隕石的外觀造型、是否為目擊隕石、是否屬于名家收藏等因素同樣會影響其價格。受這些因素影響,隕石交易中的定價缺乏統一標準與規范,價格呈現較強的主觀性特征。
a.南丹鐵隕石鍛造的刀和劍;b.俄羅斯隨城橄欖石石鐵隕石制成的飾品“齊天大圣”(腹部);c.瑞典M鐵制作的吊墜;d.玻璃隕石(中國雷公墨);e.納米比亞Gibeon鐵隕石制作的子彈型吊墜
著名隕石
吉林隕石
1976年3月8日,在吉林省吉林市下午3點剛過經歷了一場隕石雨。吉林市區西偏北三四十千米遠的永吉縣榫皮廠公社附近降落了此次隕石雨??偸占瘶悠焚|量為2550千克,其中最大的一塊1號隕石重達1770千克,為世界石隕石之最。由當地地震臺的記錄可推算出吉林1號隕石的落地時間為15時02分37.5秒。這次隕石雨降落在東西長近70千米,南北寬近8千米的區域,是世界最大規模的一次隕石雨。
新疆鐵隕石
20世紀末,在我國新疆青河縣銀牛溝一片荒漠中,人們發現了一塊巨大鐵塊,當地人稱它為“銀駱駝”。銀駱駝的最大長度為2.42米,最大寬度為1.85米,最大高度為1.37米,重達30噸。
美國亞利桑那州巴林杰隕石及隕石坑
巴林杰隕石坑和重約7×104t的隕石位于美國亞利桑那州沙漠地帶。是2萬~5萬年前隕石撞擊地球形成,隕石坑寬1264m,深174m,坑內壁筆直陡峭,是世界上最大的撞擊隕石坑。
通古斯隕石
1908年的一天,在地處西伯利亞地區內地的通古斯河的支流恰貝河的上游,突然發生了大爆炸。方圓2000公里的樹林紛紛倒下,有一部分樹木燒成焦炭。科學家們經過周密調查,確定這次大爆炸是由一顆巨大的隕石墜落引起的。人們把這顆隕石稱為“通古斯隕石”。但奇怪的是,這顆隕石墜落后始終不見它的蹤影。更令人不解的是,直到今天也沒有找到隕石墜落時形成的隕石坑。
十大隕石
科學研究
科學家通過研究隕石,認識了太陽系元素的起源、太陽系的形成、月球與行星演化過程,以及地球深部物質組成等自然過程,獲得了對太陽系的新認識。
2022年4月26日,英國《自然·通訊》雜志發表的一篇行星科學論文指出,研究人員在隕石中發現DNA的主要成分,不過他們也表示DNA不太可能在隕石中形成,該發現表明這些遺傳物質組成部分可用于傳遞,或有助于早期地球上生命分子的發展;同時他們認為,對組成DNA和RNA必不可少的嘧啶堿基可能是由富碳隕石帶到地球的??茖W家通過新的分析,發現了此前從未在隕石樣本中發現的最后兩種堿基。2022年12月1日,據美國有線電視新聞網報道,在索馬里埃爾阿里(El Ali)鎮附近發現并得名El Ali的15.2噸重的巨大隕石中,新發現了兩種地球上從未見過的礦物質。英美科學家一項新的研究顯示,來自太陽系外部地區的太空隕石在46億年前給地球帶來了生命的構成要素鉀和鋅。
中國隕石學和天體化學在2011~2020年間側重于以隕石為重要對象的天體化學研究內容。通過球粒隕石,研究早期太陽星云的起源與演化;通過原始無球粒隕石,研究行星的起源;通過HED族隕石,研究土神星的變質歷史;通過火星隕石與月球隕石,研究巖漿作用與行星環境;通過隕石稀有氣體,研究小行星的母體演化歷史;通過隕石非傳統同位素,研究太陽系早期演化及類地行星起源的指示;截至2020年12月,已經分類的南極隕石共5493塊,其中提交國際隕石命名的有4017塊。
相關報道
英國當地時間2022年9月17日,據英國天空新聞網報道,2021年2月墜落在英國格洛斯特郡溫奇科姆鎮的一條車道上的隕石中首次發現了地外水。2022年12月15日晚,浙江省多地市民觀測到火流星,這顆燃燒并發出強烈光亮的流星有部分碎塊落在了浦江縣檀溪鎮,分別被城頭、寺前、毛店三個村的村民撿到。這一發現有助于人們了解目前最常見的地球隕石的來源,以及這些隕石撞擊如何塑造了地球的歷史。2023年1月31日,在南極洲廣闊冰原上的太空隕石往往會脫穎而出,科學家在此地發現了一塊罕見的大型隕石。它重達7.6千克,是迄今為止該大陸發現的最大的太空巖石之一。2023年2月15日下午6時左右,一顆1000磅(約454千克)重的隕石穿過大氣層,并在墜落至美國得州麥卡倫市附近地面前解體了。當地時間2023年4月28日,德國石勒蘇益格—石勒蘇益格-荷爾斯泰因州,房主Wilfried Labusch在他的房子前面拿著一塊墜落的小隕石。據德國航空航天中心介紹,這塊網球大小的巖石穿過了一座房子的屋頂,這種事件非常罕見。2023年7月14日至30日,“手可摘星”天體隕石科學展亮相北京凱德MALL·太陽宮店。2025年6月26日,美國佐治亞州麥克多諾天空中出現的一個明亮物體,后經確定是隕石碎片,該碎片在穿越大氣層后,速度仍高達每秒至少1公里(約每小時3600公里),其沖擊力穿透了當地一戶民居的屋頂。
參考資料 >
國際最新研究在隕石中發現DNA主要成分 或由隕石帶來地球.中國新聞網.2023-07-16
科學家從“天外來物”隕石中 發現地球上從未見過的兩種新礦物質.今日頭條.2023-07-16
46億年前太陽系外部太空隕石帶來地球生命構成要素鉀和鋅.今日頭條.2023-07-16
英國的隕石中首次發現地外水.今日頭條.2023-07-16
浙江浦江發現3塊疑似隕石 專家分析稱科研價值高.中國新聞網.2023-07-16
南極發現最大隕石.今日頭條.2023-07-16
NASA證實近半噸重流星墜入美國得州,民眾聽到巨大音爆聲.今日頭條.2023-07-16
德國一民宅被罕見小隕石擊中.中國新聞網.2023-07-16
“手可摘星”天體隕石科學展亮相?北京.新浪看點.2023-07-16