流星隕落之后

2018-09-30 02:59:20張唯誠

科學24小時 2018年9期

張唯誠

一月份空曠的南極，一個晴朗的夏日，氣候相對溫暖，只有零下18攝氏度。地質學家斯坦利·洛夫和另外六名科學家正駕駛雪地摩托快速行駛在南極橫斷山脈耀眼的白色冰原上。洛夫工作的地方在德克薩斯州的休斯頓，但現在他得和團隊呆在南極洲的冰天雪地里。他們帶了帳篷、爐子、睡袋和食物，將在這個地球上最寒冷、最不易生存的大陸上露營六個星期。這是嚴峻的挑戰(zhàn)，但別無他法，因為他們要尋找隕石。

隕石是墜落于地面上的來自太空的巖石。有些隕石非常古老，它們誕生于46億年前太陽系形成的早期，另外一些承載著遙遠星球的信息。它們著陸之前被人們稱為流星，大多在到達地面前就燒毀了。但每年至少還會有84000顆比彈球更大的隕石墜落到了地球上。

盡管如此，人們很難發(fā)現隕石。它們可能被植物所掩蓋，或者和地球巖石混雜在一起，或者沉入到了深水中。多數隕石從此沉寂，然而在廣袤的南極洲，發(fā)現隕石如同于在白色背景下尋找黑色的目標，相對容易些，這也是為什么幾十年來科學家們不畏南極洲的極端條件來尋找隕石的緣故。

神秘的出發(fā)地

大多數隕石是從小行星上脫落的碎片。它們來自位于火星和木星軌道之間的空曠巖石區(qū)，這個地帶叫小行星帶。那里充滿富含鐵的小行星，它們形成于太陽系的初期，但沒有成為大行星的組成部分，所以只好作為小行星徘徊著。另外一些隕石則來自于其他天體，特別是月球或火星，這種隕石是撞擊產生的巖石碎片。

為了確定隕石來自何處，像洛夫一樣的科學家們要研究隕石的同位素，它是原子核中具有不同中子數的相同元素的組成形式。例如，氧可以有16、17或18個中子。來自不同地方的隕石，都有自己獨特的氧同位素比率，這個比率可以告訴科學家們它們來自哪里。

在南極洲，大約85%的隕石為“普通球粒隕石”，它們來自小行星帶。這種隕石很有趣，它們?yōu)槲覀冄芯刻栂档恼Q生提供了線索。但其他15%的隕石更讓科學家們興奮，因為它們含有非同尋常的成分，其中最有趣的是來自火星和月球的隕石，它們更加難得，不足南極洲隕石總量百分之零點五。

科里根的一個任務是研究這些隕石以識別任何非同尋常的特征。假如一塊隕石非同尋常，人們就會仔細地研究它，并用它的一部分制作一種薄片以便在實驗室里進行分析。

冰原上的黑點

當一塊隕石抵達南極洲時，它已在太空中至少穿越了160萬千米，而其中有些隕石甚至在數十萬年前就來到地球上了。在冰原上，隕石通常又黑又密，還帶有一個熔殼，這種熔殼是隕石進入地球大氣層后，其表面物質在墜落過程中被極端高溫熔化后形成的。

在南極，隕石不僅比其他地方容易發(fā)現，冰層運動還使隕石的分布趨向集中。洛夫解釋說，南極的冰在緩慢地流動，這樣的運動能把隕石集中到某些特定的地區(qū)，例如與山相對的地帶，在那些地方，古老的冰層常常被帶到了地表上。

更重要的是，南極洲干燥的冰凍環(huán)境還使隕石更容易得以保存。此外，南極持續(xù)的風一直吹拂著冰面，這有可能將一些隕石顯露出來。

當成功地找到了一塊隕石，科學家們要給隕石標注一個編號，例如RBT 04262。在這里，RBT代表羅伯茨山，它是這顆隕石被發(fā)現的地方；04表示這顆隕石被發(fā)現的時候是2004年；后面的三個數字262表示它是在那個工作季節(jié)中收集到的第262塊隕石。

隕石之家

孤獨的南極生活和宇航員遠離地球的體驗非常相似，這賦予洛夫獨特的生存技能。

現在，六周的隕石狩獵生活結束了，整個團隊要乘飛機前往位于羅斯島的南極科考站麥克默多站。在那里，科學家們?yōu)殡E石的下一段旅程做準備。

他們把每塊隕石都放進單獨的袋子里冷藏起來，這是為了保證不受污染。接下來，隕石被飛機運往位于休斯敦的約翰遜航天中心。在那里，美國航空航天局的地質學家們要對每一塊隕石分類、稱重和拍照。

到了這時，洛夫他們就可以回家了。他們不知道帶回來的隕石將會透露什么秘密，但他們知道，他們的工作非常有價值。

在約翰遜航天中心短暫停留后，隕石們又要啟程了。它們的下一個目的地是世界最大的隕石庫之一，位于美國馬里蘭州的史密森尼博物館的供應中心。自2008年以來，地質學家卡瑞·科里根就一直在那里對隕石進行分類、儲存和跟蹤調查?？评锔齑粼谀抢铮闹車鷿M是裝著隕石碎片的櫥柜，那些隕石大約有1.7萬塊。

小塊的隕石放在很薄的載玻片上或者塑料瓶中，安置在一個特別的“干凈”房間里。在那里，櫥柜是用氮氣加了壓的，這是為了保持隕石的干燥和安全，防止因與氧氣反應而生銹，或者粘染上污染物，如灰塵或有機物質等等。事實上，為了防止污染，科里根和她的同事們在工作的時候都要穿戴防護裝備。

科里根和如此多的隕石打交道，為此，地質學家們甚至用她的名字命名了一塊太空巖石，叫“9924科里根”，現在正在太陽系中飛行，但誰知道呢，也許有一天它也會著陸在南極洲上。

碾碎一塊隕石

前面提到的RBT 04262就是一塊非同尋常的隕石。2007年，約翰遜航天中心的地質學家宣布，這塊隕石的成分和氧同位素比率顯示，它是一塊來自火星的隕石，估計有2.25億年的歷史了。科學家們還發(fā)現，RBT 04262在大約70萬年前就著陸南極洲！

作為一名隕石管理員，科里根也負責在科學家們提出請求的時候出借隕石碎片，所以一旦發(fā)現了非同尋常的隕石，這種請求就會紛至沓來。

2011年的某一天，丹尼·格萊文正在碾碎一塊隕石。格萊文就職于美國航空航天局戈達德太空飛行中心，他和他的同事們正在研究一塊非同尋常的隕石碎片，它就來自RBT 04262。

這位科學家說：“我們正在尋找生命的化學組成?！弊鳛橐幻祗w生物學家，格萊文要搜尋地球以外的生物線索，他對被稱為氨基酸的有機化合物特別感興趣，因為它們是蛋白質的組成部分，對地球生命來說，它們是必不可少的。假若在來自太空的物體中發(fā)現了氨基酸，那就可能表明，至少有一些生命成分存在于地球之外。

當聽說RBT 04262來自火星時，格萊文更加迫不及待了。格萊文和他的同事們首先在無菌的環(huán)境中把它碾碎，再把碾碎的巖石放進無菌水中煮沸，然后用質譜儀分析它。質譜儀可以識別其中含有什么化學元素。

科學家的夢想

果然，RBT 04262含有4種氨基酸成分，其中3種很特別，在地球上并不常見。格萊文說：“這非常有力地說明我們面對的是地外氨基酸。我們認為它們來自火星?！?/p>

當然，格萊文和他的團隊還需要確認他們的發(fā)現不是來自南極的污染物。格萊文說，南極洲看起來好像沒有生命，但其實有很多生物，包括在南極活動的人類，所有這些都可能給隕石帶來污染。如果這些氨基酸并非來自太空，那么這塊隕石就只是一種類似“流星”的東西了。所以科學家們希望在另一塊隕石上發(fā)現同樣的東西以驗證他們的推測。