具有不同類別和來源的隕石,如何解鎖太陽系的演化?

在我們的地球上,許多已被發現的隕石都超過了4.6億年,而它們的形成皆始於太陽系中曾發生的碰撞事件。哪怕是一個鑑別經驗豐富的專業人員,也需要藉助儀器來確定目標物體是否是隕石,以及它應該來自於何處,所謂的肉眼觀測只能起到輔助性作用。科學家們正是通過對這些碰撞之後留下的殘餘物進行研究,以瞭解這些在小行星發生碰撞之前就已在地球墜落的隕石,與早期太空中的岩石成分有何不同。我們都知道,隕石也會根據其自身的特點,而被劃分為不同的類別,並且,隕石的來源也並不單一。那麼,這些最終在地球上形成隕石的物體,如何幫助我們解鎖太陽系演化過程中的諸多秘密?

具有不同類別和來源的隕石,如何解鎖太陽系的演化?

不同類別的隕石具有怎樣的特徵

科學家們根據隕石組成材料的不同,將其主要劃分為鐵隕石、石隕石和石鐵隕石這三種類型。這些不同的隕石類型具有不同比例的金屬含量。顧名思義,石隕石中鐵鎳金屬的含量最低,通常都小於或等於30%左右,而鐵隕石的鐵鎳金屬含量則是其中最高的一種,大約可以佔據95%左右的百分比。從整體組成成分和構成來看,鐵隕石中鐵和金屬鎳的含量分別佔比90%和8%左右,它的外層一般都被黑色或褐色的氧化層(融殼)所包圍,且遍佈著大小不等的圓坑(氣印),同時還具有不同形狀的溝槽(溶溝),而這一切都始於隕落過程中的劇烈燃燒。

事實上,石隕石這個類別佔據了隕石總體量的95%左右,被廣泛地認為代表了創造太陽系時的殘餘碎片,通常都含有生物體分子基礎的含碳或有機的化合物,甚至還存有水的痕跡。但它的構成成分中只含有微量的金屬鐵微粒,主要是由橄欖石這樣的硅酸鹽礦物、少量斜長石和輝石所構成,並且,由於其內部組成並不統一,因而又被劃分為了不含球粒結構的不含球粒隕石,以及含有球粒結構的球粒隕石。而石鐵隕石的構成除了鐵鎳金屬之外,還含有硅、酸和鹽礦物等,可達到70%左右的含鐵量,由於其內部的構造和主要構成成分區別,因而又再次被分為了橄欖石石鐵隕石、古銅輝石和中鐵隕石這幾種類型。

具有不同類別和來源的隕石,如何解鎖太陽系的演化?

隕石從形成到墜落經歷的演變過程

在太陽的周圍,有不計其數的小天體圍繞其運行,它們的直徑值涵蓋了從幾釐米到數十公里的範圍,當處於不斷運行狀態之中的它們發生撞擊之時,便會因為高壓高溫環境而成為熔融體。通常情況下,哪怕是同一顆隕石也會擁有兩種不同特性的熔殼,首先是在太空環境中發生撞擊時擁有的熔殼,其次是當其進入我們的地球大氣層之後,通過與空氣發生的摩擦而又一次形成的新熔殼。或許你有所不知,當隕石處於高空飛行狀態的時候,其表面溫度高達數千度,隕石正是在這樣灼熱的溫度下融化為液體,直到底層濃密大氣讓其逐漸冷卻之後才形成了熔殼。

事實上,對於大多數流星體而言,只要它們進入大氣層基本都會面臨被瓦解的命運,並且,也只有足夠大的隕石才會在地面形成較大的撞擊坑,因而我們每年新發現的隕石墜落現象並不多。當大氣層有流星體穿越而過的時候,有的火球可明亮到與我們的太陽光度相媲美,然而它們中的大多數都相對更為暗淡,若這樣的過程發生在白天,我們將很難注意到它的墜落。流星體在進入大氣層之後會被雕刻成各種形態,碎裂的它們也可能會形成幾顆、乃至幾千顆的隕石雨。而這個集中墜落的區域被稱為散佈區,且往往呈現出橢圓的形態,而這場隕石雨中最大的一顆隕石,則會選擇在該散佈區最遠的地方墜落。

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隕石如何解鎖太陽系演化的秘密

科學家們經過長時間以來的研究發現,那些墜落在地球上的隕石和早期太空岩石的成分並不相同,並且,當下那些常見的隕石和特別罕見的隕石,在很久以前呈現出了截然相反的稀有程度。更好地瞭解隕石這種碰撞殘骸的構成和來源,便能為我們解鎖更多太陽系演化的秘密。比如,地球上的某些罕見隕石,就揭示了其形成於小行星灶神星的大規模撞擊事件之中。科學家們研究發現,當天空中明亮的小行星灶神星遭遇巨大的撞擊,便可能會導致由鐵和石頭混合而成的稀有隕石,而該事件的發生時間至少超過了45億年,灶神星和只有其十分之一大小左右的岩石發生了碰撞,並被這塊岩石滲透了核心。

具有不同類別和來源的隕石,如何解鎖太陽系的演化?

該研究對象是一種中鐵隕石,雖然它是石鐵隕石中的一種,但卻具有特殊的化學成分,而這些成分都指向它的來源並不簡單,且源自於小行星的熔融金屬核心。而這顆小行星,正是太陽系中第二大的小行星灶神星,這意味著在太陽系早期,灶神星進化過程中發生了一次巨大的撞擊事件。隕石重金屬和晶體的物理特性都表明,這些混合在一起的材料應形成於一個寬度大約530公里左右的小行星的熔融核心,而這一切都剛好與灶神星相匹配。

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與此同時,研究人員還對鋯石中鈾和鉛的同位素水平進行了檢擦,從數據結果來看,這些隕石中硅酸鹽的形成時間應該在45.5億年前,而金屬和硅酸鹽之間的混合則大概發生在45.2億年前,混合發生的時間比其中物質本身的形成時間略晚。簡而言之,當灶神星在形成之後得到了充分冷卻,並擁有了分離不同地殼、核心層和地幔的能力,就被一塊大約灶神星十分之一大小的岩石所撞擊,然後在其北半球遺留下了一個延伸至其核心的隕石坑。通過中鐵隕石在灶神星上形成時間的確定,科學家們重建了該小行星的進化史,而其他星體也將更多地運用到這樣的概念,而太陽系演化過程的諸多秘密也因此而被解開。

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