45億歲一古老的球粒隕石!

45億歲一古老的球粒隕石!

球粒隕石是迄今為止被人類觸摸到的最古老最原始的物質!

每當手握著它,便從心底萌發出一種感動。

那種感動溢於言表,可能是源於對它的種種好奇吧。在茫茫的銀河中,四十多億年歲的它耗時數十萬年跋涉數億里程,偶然的來到地球和你偶遇,這是怎樣的機率!

我們好奇它最原始的模樣,好奇它的家鄉在哪,好奇它的兄弟姐妹,更好奇它是怎樣為我們的地球帶來生命的,太多的好奇。。。

因為好奇,一百多年來,全球各地的科學家就沒有停止對它方方面面的研究探索,對於和它相關的論文和成果不勝枚舉。而大多數的研究又都是圍繞球粒隕石展開的,今天我們來一起走進球粒隕石的世界。

球粒隕石是我們太陽系中最古老的岩石,它揭示了將氣體和塵埃盤轉化為行星,衛星,小行星和彗星的過程的重要記錄,它們被認為是內行星-水星、金星、地球和火星的組成物質。

45億歲一古老的球粒隕石!

隕石學家們根據隕石的不同成因將其歸總為分異型隕石和未分異型隕石兩大類。分異型隕石的形成年齡比未分異的球粒隕石要晚幾百萬年以上。球粒隕石的母體是星體形成後未經歷過熔融分異的行星體,它保留了太陽系的初始成分;而分異型隕石的母體則是由球粒隕石堆積,經過熔融及重力分異作用(比重大的金屬成分向星體核部下沉集中)。通過這個緩慢的過程,依次形成了星體的各個部分地核(鐵隕石)、地幔(石鐵隕石)和地殼(無球粒隕石)。

隕石分類圖(下圖):

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球粒隕石是一種石質隕石,因其內部含有圓形或次圓形(不太規則的)球粒礦物(球粒直徑0.1-2mm毫米左右)而得名。球粒隕石由一定質量的鐵鎳金屬礦物、硅酸鹽球粒、細粒的基質和難熔的富含Ca-Al(CAIs)的夾雜物(CAI和隕石球粒幾乎與太陽同時形成45.6億年前)組成。

球粒隕石中不同類型的隕石球粒的大小,組成和比例均有不同。根據其主要元素(鐵,鎂,硅,鈣和鋁)的濃度及其氧化態,氧同位素組成和岩石學(例如,豐富的隕石球粒和基質,隕石球粒大小和礦物學),球粒隕石分成了不同的化學群和細分類別。

下圖:各類型球粒隕石丰度

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普通球粒隕石(OC)

為什麼稱之為普通球粒隕石呢?它普通嗎?

普通球粒隕石通俗解釋就是一種普通常見含有球粒的隕石。它是迄今為止數量最多的隕石種類,約佔所有隕石總量的87%,佔球粒隕石總量94.68%。組成普通球粒隕石的主要礦物是橄欖石和輝石,次要礦物為鐵紋石、鎳紋石和隕硫鐵。普通球粒隕石的大多數元素組成與太陽系是相同的,但是揮發性元素及親鐵元素有明顯的差異。它們內部含有豐富的球粒(球粒直徑通常在0.1到2毫米的範圍內)。根據徐偉彪《天外來客》書中介紹,普通球粒隕石中鐵鎳金屬的含量不同,分為高鐵H群(鐵鎳金屬顆粒含量14%-19%)、低鐵L群(鐵鎳金屬顆粒含量4%-11%)和低鐵低金屬LL群(鐵鎳金屬顆粒含量0.5%-4%)。許多學者認為它們被認為來源於多個不同母體的小行星。

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除了化學群的分類,又根據它們的變質和平衡程度不同做了進一步細分,這些細分差異被稱為岩石類型。岩石類型分成了1-6的六個等級(比如雲南曼桂L6,L代表化學群,6代表岩石類型)。2和1表示隕石受水的影響程度越來越大;類型3到6(後來一些科研人員將類型擴展到7)表示隕石受熱變質程度的逐漸增大。因此,將受水影響較大的隕石歸類為1型,受熱變質影響嚴重的歸為6型(或7型)。而自隕石形成以來,內部未經變化的隕石都位於2型和3型(3型被稱為非平衡型普通球粒隕石)。如H3、L3、LL3可能代表早期最原始的隕石,它們記載了有關球粒形成的資料。

和地球年齡大約(46億歲)相似的普通球粒隕石,絕對不普通!

每種岩石類型中球粒的直觀表現(下圖):

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頑輝球粒隕石(EC)

頑輝球粒隕石是以富含礦物頑輝石(MgSiO 3)而得名。頑輝球粒隕石分為EH(高金屬含量30-35%)和EL(低金屬含量20-30%)。頑輝球粒隕石內部含有溶於水且極易風化的特徵礦物隕硫鈣礦。其內部大多數鐵以金屬或硫化物的形式而不是氧化物形式存在,這表明它們是在缺氧的區域形成的。

頑輝球粒隕石是一種還原程度極高的球粒隕石(也稱為E型球粒隕石)是一種罕見的隕石類型。目前全世界登記在冊的約360個(包括配對的),僅佔所有隕石數量的0.6%。大多數頑球粒隕石在南極洲被發現的。貴州清鎮縣曾在1976年9月13日掉落過一次頑輝球粒隕石(目擊),它是目前世界上收集到的唯一一塊未經受地球風化作用的EH3型頑輝球粒隕石,非常珍貴。

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碳質球粒隕石(CC)

碳質球粒隕石根據被認為反映它們起源的母體類型的獨特組成進行分組。這個組的每個細分群都以字母C開頭。都是標準的雙字母C+X命名,其中C代表“碳質”;X是以該隕石降落地名稱中的第一個字母命名,是這個群的特徵性代表。因此從該字母組合中沒有關於該群體的物理性質的線索。唯一的例外是CH組中的H代表“高金屬”。參見下圖:

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碳質球粒隕石是最原始的石質隕石,佔所有球粒隕石總量的4.16%,佔所有隕石數量的3.8%,非常珍貴。碳質球粒隕石中的鋁、鈣、鈧和稀土元素的含量高於太陽系的平均值,而其它球粒隕石則低於平均值,這是確定碳質球粒隕石的主要指標。幾組碳質球粒隕石,特別是CM和CI組,含有高百分比(3%至22%)的水,以及有機化合物。它們主要由硅酸鹽,氧化物和硫化物組成。其中的揮發性有機化學物和水的存在表明它們沒有經歷顯著加熱(> 200℃)。其他幾組C球粒隕石,例如CO、CV和CK球粒隕石,在揮發性化合物中相對較低,表明其母體小行星曾經歷了顯著的加熱。

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碳質球粒隕石含有許多本土有機分子,包括一些與生物化學有關的分子,如糖酸,羧酸,氨基酸,核鹼基,酮和醛等,因此有科學家提出這些隕石可能是地球上生命起源所必需的重要分子來源。1969年降落在澳大利亞的CM2型Murchison隕石通常被認為是典型的碳質隕石,研究證實其中有超過70種氨基酸和其它化合物。其氨基酸分佈被用作評估實驗室中氨基酸形成反應相關性的基準。這些有機化合物,被認為可能是地球或其它地方生命起源所需的益生元化合物的重要來源。2013年2月19日,傑森E.海因、丹尼爾P.格拉文、傑森P.德沃金通過氣相色譜-質譜和燃燒同位素比質譜(GC-MS/ IRMS)測定了兩個CH球粒隕石和一個CB球粒隕石中的幾個氨基酸的碳同位素比,證實了它們的外星起源。

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球粒隕石中的球粒、Ca-Al難熔礦物、鐵鎳金屬和基質

球粒

有關球粒的成因科學界有不同的看法,J.T.WASSON傾向於認為球粒是由顆粒重熔形成的,而這些顆粒是由太陽星雲內的凝聚作用和反應形成的,熱源則來自於閃電模式。還有人科學家認為,某些恆星爆炸產生的衝擊波通過太陽星雲時,將星雲塵埃融化為液滴,然後冷凝結晶成為球粒。

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Ca-Al難熔礦物

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鐵鎳金屬和基質

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最後引用我國隕石學家的論述做個總結:

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