大家好!我是胡森,來自中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所,非常榮幸給大家講述一些關(guān)于隕石的故事。
沿著隕石,我們可以追溯太陽系發(fā)生的很多事情。隕石是天上掉下來的星星,也是太空帶給我們最珍貴的禮物。
首先來看什么是隕石。我們知道,隕石降落的時(shí)候,會高速地穿過大氣層摩擦生熱,這個(gè)現(xiàn)象通稱火流星。火流星沒有燒完、落在地球上的東西就是隕石。
其實(shí),飛船返回地球的時(shí)候,和隕石降落是同一個(gè)現(xiàn)象。我們可以看到宇宙飛船會發(fā)光,在飛船上還會產(chǎn)生部分燒灼痕跡,這和隕石是非常相似的。
正是這個(gè)過程,能讓我們區(qū)分清楚什么是隕石,什么不是隕石。所有的隕石經(jīng)過大氣層的時(shí)候,都會留下痕跡。燒蝕的痕跡會在隕石表面留下印記,形成一層黑黑的、薄薄的、1毫米左右厚的熔殼。
科學(xué)家經(jīng)過多年的研究,發(fā)現(xiàn)隕石分很多類。根據(jù)隕石中金屬鐵、鎳的含量,可以將隕石分成石隕石和鐵隕石。這些隕石基本上都來自位于火星和木星之間的小行星帶,因?yàn)檫@些小行星的軌道很容易受到其他行星軌道的擾動,所以它們落到地球上就變成了隕石。
最近幾十年,科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn):除了來自小行星的隕石,還有來自月球和火星的隕石。對于我們的月球探測、火星探測,它們會告訴我們很多相關(guān)的故事。
阿連德隕石是一塊非常著名的隕石。1969年,它降落在墨西哥的阿連德鎮(zhèn)。這塊樣品最獨(dú)特的地方在于,它保存了太陽系最早形成的固體。它幫助科學(xué)家精確劃定了太陽系演化的起點(diǎn),得出太陽系的年齡是45.67億年的結(jié)論。正是因?yàn)檫@塊樣品這么獨(dú)特,科學(xué)家們才能根據(jù)這塊樣品去追溯,去發(fā)現(xiàn)我們太陽系在45.67億年前發(fā)生了什么事情。
人類去探測火星,其實(shí)最重要的目標(biāo)就是探測生命。但是到目前為止,火星隕石是唯一一種能在實(shí)驗(yàn)室開展研究的火星樣品。預(yù)計(jì)到2030年左右,我們才能把其他的樣品從火星帶回來。
ALH84001是1984年美國南極考察隊(duì)在南極的艾倫山脈回收的一塊樣品。1996年,一個(gè)震驚全球的結(jié)果誕生了:科學(xué)家在這塊火星隕石中找到了化石!找到化石就說明火星上有生命。不過,后續(xù)研究發(fā)現(xiàn),疑似的化石和生命沒有相關(guān)性。但是,這個(gè)工作直接推進(jìn)了人類對火星的探測,包括后面的機(jī)遇號、勇氣號、鳳凰號、好奇號、毅力號,也包括我們現(xiàn)在的天問一號,都是為了去火星尋找與生命相關(guān)的一些痕跡。
2011年,提森特隕石在摩洛哥降落。它在降落的時(shí)候就被人們發(fā)現(xiàn)了,所以它基本上沒有受到地球有機(jī)物的污染,給我們提供了一個(gè)非常好的機(jī)會,來研究火星是不是曾經(jīng)具有有機(jī)物或者生命。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室分析發(fā)現(xiàn),這塊樣品里面確實(shí)含有很多富碳的東西,可能與生命相關(guān)。這是我們到目前為止能找到的,最接近火星是否有生命的證據(jù)。
所以說,隕石不但可以探測太陽系是怎么來的,而且可以幫助我們更加了解月球和火星。
前面提到的這些隕石,有我們找到的,也有很多是全球的隕石愛好者找到的。那么我們應(yīng)該去哪里尋找隕石?人們最先想到的可能就是南極。
首先,南極是一塊大陸,表面覆蓋著冰層,冰層和隕石的顏色對比度很大,更容易發(fā)現(xiàn)隕石。其次,南極溫度很低,石頭落到南極的時(shí)候,不容易風(fēng)化成土。
南極隕石的分布是有規(guī)律的,不是隨機(jī)的。那么,為什么有的地方?jīng)]有隕石,有的地方有而且這么富集?這是因?yàn)椋械碾E石落在南極的時(shí)候會被保存在冰層或者雪里面,長時(shí)間來看,南極的冰雪會像水流一樣流動。遇到阻擋的時(shí)候,冰可以升華,直接參與大氣的循環(huán),但是石頭就保存下來了。這就是南極有這么多隕石的原因。
我從2006年開始做隕石研究,做到2010年的時(shí)候,經(jīng)手的隕石大概有好幾千塊。但是,在野外找到隕石的感覺,真的很不一樣。去南極找隕石真的是一件很有意思的事情。
那次,我們隊(duì)里有10位隊(duì)員,我排行老九。我們第一站設(shè)的目標(biāo)就是南極格羅夫山的最高峰——梅森峰。
梅森峰周圍全是藍(lán)冰。看到山腳下布滿了石頭,我們的心里瓦涼瓦涼的——全是石頭,這怎么能找到隕石?相當(dāng)于要在石頭里面挑石頭,跟大海撈針是一個(gè)道理。
在這個(gè)地方找隕石確實(shí)很不容易。從早上到晚上,就在快結(jié)束,預(yù)計(jì)可能再干半個(gè)小時(shí),要是再找不到就要回營地休息的時(shí)候,我們看到了一塊樣品。我第一次在野外看到隕石,確實(shí)不太敢認(rèn),只是看著這塊樣品有點(diǎn)像。為了確認(rèn),我們趕緊把墨鏡和風(fēng)鏡摘了,趴在地上看,最后發(fā)現(xiàn)了熔殼,才確定這是塊隕石。
在國內(nèi)或者說在地球上,其實(shí)還有隕石的寶庫:戈壁和沙漠。地球表面30%是被陸地覆蓋的,這30%的區(qū)域又有大片的面積是戈壁和沙漠。
2010年,我國新疆的哈密市發(fā)生了隕石雨降落事件。就像一場雨,隕石是沿著線分布的。研究人員總共發(fā)現(xiàn)了大概四五百千克的樣品。為了確認(rèn)這件事情,我們也組了個(gè)隊(duì)去考察。
相對南極來說,去沙漠地區(qū)會比較容易。我們開著車,吃著火鍋,唱著歌就去了。我們過去以后發(fā)現(xiàn),山與山之間的洼地里有很多車跑過的痕跡。不過幸運(yùn)的是,隕石就靜靜地埋在車轍2米之外的地方,等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。
找到隕石之后,其實(shí)還有后面的活兒,這才是我們科學(xué)研究的重點(diǎn)。
在野外發(fā)現(xiàn)隕石的時(shí)候,我們先會給隕石拍照——一般不會直接把它翻過來,而是要先記錄它的經(jīng)緯度、原始產(chǎn)狀,之后我們會將隕石送到實(shí)驗(yàn)室拍攝更精細(xì)的照片。我們還要開展一些物性的分析。這些工作做完之后,我們就可以拿這塊隕石去切割了,把它切割成不同的形狀,制成不同形式的樣品。
接下來,我們就可以對隕石樣品展開各種各樣的分析,研究這塊隕石是哪兒來的——小行星、月球還是火星,在它身上發(fā)生過什么事情。
對我來說,我可能比較關(guān)注這個(gè)樣品里面有沒有水和有機(jī)質(zhì)。一些研究者可能更關(guān)心其他方向的問題,從而進(jìn)行更深入的研究工作。隕石是挺神奇的一個(gè)東西,它記錄了太陽系演化的奧秘,在它的身上發(fā)生了很多故事。
我們遙望星空的時(shí)候,也會回望地球。地球?yàn)槭裁磿绱颂厥猓窟@其實(shí)跟太陽系的演化是密切相關(guān)的。隨著科技的進(jìn)步,我們?nèi)祟惪隙〞x開地球搖籃。那么,當(dāng)我們?nèi)ヌ仗剿骰蛘咴谔栂靛塾蔚臅r(shí)候,我們要去探索什么,是去探索生命還是去探索別的東西?這也可以通過隕石研究來尋找答案和線索。
另外一個(gè)可能還需要我們回答的問題就是:太陽系演化到了現(xiàn)在這個(gè)階段,我們的地球未來會演化成什么樣子?是會演化成火星現(xiàn)在的樣子,還是會演化成金星現(xiàn)在的樣子?這可能需要幾代人,甚至很多代人去探索。
所以說,我們現(xiàn)在趕上了一個(gè)好時(shí)候——我們的征程是星辰大海。這是我們的,更是你們的。
謝謝大家!
(千百度摘自微信公眾號“格致論道”〔SELFtalks〕,本刊節(jié)選)