陨石:来自星星的你,到底是什么

陨石作为“天外来客”,一直被赋予着各种传说色彩。有人因为陨石携带着来自别的星球的“神秘物质”而夸大陨石的功效,有人也担心着陨石携带着“不明基因”可能损害身体而谈之色变。

从有地球以来,陨石就不断地光顾着地球。他们随机落在地球的各个角落:沙漠、海洋、丛林,当然也包括城市。我国新疆阿勒泰地区,曾下过一次世界上最大的“陨石雨”,陨落带长达425公里;我国吉林,1976年曾发生一次陨落带约有70公里的陨石雨;2013年俄罗斯车里雅宾斯克陨石雨,造成1200人受伤,其陨落带长度为20公里。

陨石雨过后,散落在地球上的“小星星”们也受到持续的关注。科学家、政府、陨石收藏爱好者、商人、村民等均将目光聚焦于陨石上,抛开陨石的研究价值,陨石更被赋予了收藏价值与商业价值。

9月15日-17日,在昆山杜克大学举办了名为《陨石中国》的研讨会,诸多陨石研究领域的中外学者、民间陨石爱好者进行了分享。大会讨论了陨石的界定与甄别、几次规模较大的陨石雨、不同的陨石所含的物质、民间陨石的收集与收藏鉴赏情况等。

陨石是地球上的常客,司马迁就曾对陨石有过精准的定义,他在《史记》天官书中写:“星坠至地则石也”。所以陨石是指地球以外的太阳系天体的碎片,它们穿过地球的大气层,自然陨落到地球成为陨石。所以,像雷公墨,人造卫星碎片,Apollo月岩样品以及太空飞船采集回来的小行星和彗星样片都不是陨石。

陨石的分类

大多数陨石来自于火星和木星间的小行星带,小部分来自月球和火星。陨石可以分为铁质陨石、石铁混合陨石、石质陨石。

铁质陨石

关于铁陨石的分类,有结构分类与化学分类两种,铁陨石从结构分类可分为六面体陨铁、八面体陨铁、无纹陨铁。

六面体陨铁的组成几乎完全是铁-镍合金的锥纹石,其名称的来源是锥纹石结晶的立方体(即六面)结构,在蚀刻之后,六面体陨铁不会呈现魏德曼花纹,但是会有诺伊曼线:以不同角度彼此交叉的平行线,显示出母体曾受到撞击而产生的激波,因约翰·诺伊曼在1848年发现而得名。

八面体陨铁是最普通的一种铁陨石,它们的成分主要是镍-铁合金:镍纹石 (高镍含量),和锥纹石(低镍含量)。由于在母体的小行星内以很长的时间慢慢冷却,这些合金混合著毫米尺度的带状结构(从0.2mm至5厘米),经过抛光和蚀刻会呈现经典的魏德曼花纹,可以看见有着交叉线和片状结构的锥纹石。

如下图的 Muonionalusta slice(穆阿尼纳鲁斯塔陨石切片)

Muonionalusta铁陨石于1906年在瑞典被发现,它重230公斤,它有维斯台登花纹,属IVA组的高端铁陨石。由于具有漂亮的细维斯台登花纹,极具观赏性,是制作陨石首饰工艺品的首选陨石,从陨石刀剑、到戒指、表盘、挂件等深受爱好者的喜爱。其在国际市场上得价格也水涨船高。

无纹陨铁主要成分是铁镍合金、镍纹石,没有可见的魏德曼花纹。无纹陨铁是镍含量最高的陨石,含量都在18%以上。无纹陨铁是比较稀有的种类,被观测到的铁陨石中,无纹陨铁只有大约50颗。

如下图的Dronino陨石,2003年4月发现于俄罗斯梁赞州的卡西莫夫地区。

铁陨石根据化学分类,主要分为IAB,IC, IIAB, IIC, IID, IIF,IIG,IIIAB, IIIE, IIIF, IVA, IVB。

如IAB组的陨石往往含有铁,石墨,内含物丰富,铁碳化合物,及各种硅酸盐。IC组与IAB组成员非常相似,它们大多是粗八面体结构,大多数IC铁陨石中含有丰富的铁碳化和丰富的黑色碳质夹杂物,但没有硅酸盐夹杂物等。

石铁陨石

石铁陨石中,硅酸盐和镍铁合金的含量各占百分之五十,石铁陨石主要分为橄榄陨石与中铁陨石。

如下图,阜康橄榄陨石切块。

阜康橄榄陨石重约一吨多,2005年被偷运送至美国。目前主体还剩约425千克,是目前世界上橄榄石颗粒最大的橄榄陨石。

Seymchan橄榄石石铁陨石,1967年6月发现于俄罗斯一条名叫Hekandue河的支流岸边,陨石总重351千克。

石质陨石

石质陨石占了陨石总量的绝大多数,主要成份是硅化物。

石陨石根据内部是否含有球粒结构又可分为两类:球粒陨石、无球粒陨石。球粒陨石根据化学—岩石学分类分为:E、H、L、LL、C 五个化学群类。普通球粒陨石 (有时被称为O球粒陨石)是一种常见的球粒陨石。它也是迄今找到陨石中为数最多的,占87%。故冠以“普通”二字。

石陨石中的碳质球粒陨石非常稀少珍贵,它们被认为保留着原始太阳系组成时的化学成分,与生命的起源息息相关。因为碳质球粒陨石含有组成生命所需的氨基酸,有些氨基酸且不存在于地球上,因此此类陨石成为科学家研究太阳系与生命起源的最直接样品,其中又以对Allende陨石的探究最为广泛且深入。

行星内部的熔融分异会导致形成不同的陨石

除了这种分类方法,陨石也可以分为未分异陨石与分异陨石,未分异陨石主要包括球粒陨石;分异陨石包括无球粒陨石、铁陨石、石铁陨石。

球粒陨石是指没有遭遇过母天体的熔融或地质分异,结构没有改变过的陨石,几乎所有球粒陨石均含有毫米大小,称为“球粒”的球形岩石。

无球粒陨石包含的成分与地球上的玄武岩与火成岩石相似,并且曾在流星体母体内或本身经过不同程度的熔化和再结晶的地质分异作用。

无球粒陨石

陨石从哪儿来?

关于陨石的来源,研究认为,主要来自火星与木星之间的小行星带,部分来自月球与火星。

首先我们来看月球陨石。月球受到小行星撞击后,月球物质进入地月空间,然后陨落到地球形成陨石。

根据阿波罗带回来的月球样本,月球物质中有很多是迥异于小行星的,通过这些物质的比对,可以确定月球陨石。

然后是火星陨石。

火星受到小行星的巨大撞击后,岩石碎块逃逸火星引力,其中一部分进入了地球的引力范围,最后陨落到地面成为火星陨石。迄今为止发现的火星陨石共15个,其中5个为降落型,6个发现于南极,4个发现于荒漠。火星陨石都是非球粒陨石。

在对陨石的分类有了基本的了解以后,我们以地区来看陨石的分布与搜集。

世界上最长的陨石雨——阿勒泰陨石雨

2011年,在新疆阿勒泰地区发现了一块特大铁陨石, 乌希里克(Wuxilike),重5吨。该陨石的主要矿物是铁纹石、镍纹石和合纹石,副矿物有陨磷铁镍石、陨碳铁(Haxonite)、陨硫铁和陨硫铬铁矿,与同一地区发现的新疆铁陨石(Armanty)和乌拉斯台(Ulasitai)铁陨石相一致。

微量元素地球化学分析显示三块铁陨石来源于同一母体, 在其穿过地球大气层时,发生爆炸后散落开来,陨石分布范围长达425KM,远远超过了曾被公认为世界第一长陨石雨,纳米比亚的Gibeon陨石雨(长轴长275KM)。国际陨石学会最近已正式批准把包括新疆铁陨石、乌拉斯台和乌希里克在内的陨石统称为阿勒泰陨石雨(Aletai)。

新疆铁陨石的发现场景:

现在这块陨石被拖到当地的县政府院子里,且当地的村民正在和县政府就这块陨石的归属打官司。

阿勒泰陨石带的分布如下图:

阿勒泰陨石带中所发现的陨石的切面图:

吉林陨石雨

1976年3月8日15时1分50秒左右,一颗重约4吨的陨石从地球公转轨道的后方以每秒15-18公里的相对速度追上地球,在吉林市郊区附近县镇从天而降,由于受到高温高压气流的冲击,吉林陨石不断发生破裂,在19公里的高空发生了一次主爆裂,大大小小的陨石碎块散落下来,形成了吉林陨石雨。

吉林陨石雨降落在吉林市、永吉县及蛟河市近郊附近方圆500平方公里的范围内,当时共收集到陨石标本138块,碎块3000余块,总重2616公斤。

吉林一号陨石穿过1.7米厚的冻土层,又遁入地下4.8米深,形成一 个直径2米多的圆形大坑。

此外,还有诸如岫岩陨石坑,岫岩陨石坑是中国首个被证实的陨石坑,位于辽东半岛北部的辽宁省鞍山市岫岩满族自治县苏子沟镇罗圈沟里村。勘察表明,此陨石坑形态呈碗状,属于简单坑,直径1800米,坑深约150米,坑区基岩为20亿年前形成的早元古代变质岩地层。

为时三天的陨石中国活动,除了吸引了诸多专家以外,还有民间的陨石爱好者,以及商人。

《陨石中国》会议期间,到场的“陨石猎人”如赵志强、张勃等均分享了他们收集陨石的过程。

如张勃,就曾一一走访班玛陨石、吉林陨石、南丹陨石、阿勒泰陨石发现地。

陨石的寻找过程也少不了一番艰难的求索。

记者在会议期间,则遇到有推广“陨石天然水”以及卖“陨石手串”的男子。

中国科学院紫金山天文台的徐伟彪研究员称,每天都会收到各种“求鉴定”的申请,他谈到,民间老百姓声称手中所持有的陨石,百分之九十九以上都是假的。藉此,也可管窥中国陨石市场的乱象。徐伟彪谈到,中国的陨石领域尚未立法,目前是谁发现就是谁的。

徐伟彪现场教授陨石的界定方法,其实用一些很简单的工具采样做成切片,送到相关部门检测其中所含有的元素就可以确定是否是陨石,以及其类属。他也认为,不应过分夸大陨石的功效,所谓的陨石水、陨石治癌等其实都是忽悠人的,要科学理智地认识陨石。

86年新疆牧民意外发现陨铁,专家估值2亿,归公后曾现归属权争议

天降陨铁,牧民兄弟精心看护25年,专家说,别看你保护了这么多年,但它不是你的,是国家的!看在你们看护这么多年的份上,这里是20000元,拿去吧!被拉走后,专家告诉牧民兄弟:这玩意儿,最起码值200000000元!

这块陨铁,究竟是何方神圣,居然价值这么高?而看护了25年的兄弟两个却仅仅获得了区区的20000元辛苦费?

说来话长。

1986年夏天,新疆阿勒泰红墩镇牧民居曼·热马赞家的一只羊跑丢了,这对牧民来说,可不是小事,他便叫上自己的兄弟肯杰别克·热马赞,两个人一起就跑到山上牧场里寻找。羊没找着,却意外地发现了一块闪闪发光的巨石。

发现巨石的地方,是在克兰大峡谷的一片乱石滩上。这个地方比较偏僻,平时人迹罕至。兄弟两个被巨石吸引,几乎把羊的事情都给忘记了。

经过观察,他们目测巨石大约有2米多高,底座不到2米。太阳照在上面,闪烁着红色的光芒,看起来很神奇的样子,应该是一个宝贝。

要说兄弟两个是个实在人,他们并没有想着把这块大石头据为己有,而是赶忙把自己的发现告知了村委会,村委会的领导表扬了他们一番,让他们回家等消息。

谁知道,事情到了村委会这里后,便没有了下文。很有可能是村委会也不知道这是啥稀罕物,上报的时候也并没有引起上级部门的注意吧。

兄弟两个这一等,就是6年!

1992年的一天,一群陌生人在村委会的带领下找到了居曼兄弟,让他们带着去现场看看那块大石头。

这让苦等6年、以为不会再有人来的兄弟两个看到了希望,这石头终于有人想起来了。

但检测以后,这群人却并没有告诉兄弟两个这块石头是什么,只是说这石头不一般,让他们好生看管着。

究竟怎么不一般,来人没有说,他们也没问,知道问也问不出来什么。

这次,比上次还过分,兄弟两个一看就是19年!加上此前的6年,整整25年!当年的小伙子,也变成的中年油腻大叔,但这块大石头依然孤零零地伫立在克兰大峡谷的乱石滩上无人问津,太阳照过,依然散发着诱人的光芒。

2011年,一名叫做海拉提·阿依萨的哈萨克族向导,偶然的机会听说在克兰大峡谷的夏牧场,有一块好像是陨石的大石头的消息,这让平时就喜欢陨石的他,一下子对这个消息产生了浓厚的兴趣。

他知道,此前,在阿勒泰这个地方就曾经发现了一块被称为银骆驼的陨铁,这里再有新的陨铁被发现,是很有可能的。

银骆驼,发现于1898年,地点是在阿勒泰清河县的金牛沟,和居曼兄弟发现大石头的红墩镇都属于阿勒泰地区。

2011年4月,海拉提等人开始寻找这块大石头,但因为他们并没有找居曼兄弟做向导,这一次进山并没有如愿找到这块大石头。

6月,他们再次进山寻找,但因为大石头上面压了块花岗岩影响了他们的判断,多次与之擦肩而过。直到偶然发现花岗岩下面反射出太阳的红光,才最终发现了大石头的踪迹。

2011年7月16日,海拉提接待了来自北京天文馆的陨石专家张宝林和其他几名陨石爱好者,以及央视记者和当地旅游局官员,几经周转来到了克兰大峡谷,看到了那块孤零零地躺在河滩上的大石头。

经过观察,专家并确认块大石头就是陨铁。经过测量确认,这块陨铁高2.3米,底部直径为1.5米,重17.8吨,是仅次于“银骆驼”的全国第二大陨铁。按照估价,至少2个亿!

而那个银骆驼的整体尺寸稍大,长2.58米,宽1.89米,高1.76米,重28吨,也是目前为止全世界最大的陨铁。

经过进一步的研究,专家发现,这块大石头和那块银骆驼居然是来自同一块陨石,在进入地球大气层前是一体的,在大气层燃烧爆炸后分裂成了两个部分。也就是说,它们的兄弟两个。

这下子,海拉提可兴奋了,因为此前,专家张宝林曾经说过,只要能发现陨铁,就给他100万奖励。

兴奋之余,海拉提把这块陨铁起了个名字,叫做“安拉之泪”。

不久,阿勒泰方面派来了吊车等工具,把“安拉之泪”拉走了。坐等100万的海拉提,手里只是多了本证书。

这让海拉提愤愤不平!说好的100万呢?咋就不算话呢?我告你们去!

于是,海拉提找上了阿勒泰方面,就一句话:打钱!

阿勒泰方面也光棍:钱,有的是!你拿依据来,有依据,就给,没依据,有个证书就不错了!

这让海拉提肺都气炸了!但没办法,还得回去老老实实地找依据,毕竟是100万啊,谁不眼红?

依据自然没有,但就海拉提心灰意冷的时候,他脑子突然灵光一闪:没有依据说给钱,但也没有依据说陨铁是国家的啊?

海拉提希望再起,钱,没有,但我可以把陨铁要回来嘛,要回来,不就能生钱了?

于是,海拉提找了律师,向阿勒泰方面索要“安拉之泪”。

“安拉之泪”的归属权一下子成了阿勒泰当地的大新闻。

这下子,却惊动了大石头的第一发现人,居曼兄弟。他们心想,这玩儿是我们先发现的,还让我们负责看管这么多年,怎么一转眼你们这些二道贩子却争起了所有权,那我们兄弟又算什么?

居曼兄弟不干了!这大石头所有权,俺才是第一所有人好吧?

虽然此前已经收到了20000元保护费,但现在得知价值2个亿了,这2万元和没有有啥区别?

自然,他们的想法都是徒劳的,大石头自然还是由阿勒泰方面保管。

海拉提呢,也获得了5000元补偿,理由是:“虽然你不是第一发现者,但你做的事情我们很受感动。”

陨铁真的能打造兵器吗?

武侠小说中的神兵利器,往往都是使用陨铁打造而成,那在现实中,陨铁真的能铸成兵器吗?

国外一位刀匠不知道从哪弄了这么一块儿陨铁,这块古老的陨铁是在阿根廷发现的,有600万年的历史。

我们放大来看看,这种来自外太空的陨铁长这样:

里面什么样呢?

剖开来看看:

我们发现,陨铁的内部组织分布是相当不均匀的,有的地方硬有的地方软,而且,杂质含量也是相当高的。

这导致在切割的时候,崩断了好几条钢锯:

最后,不得不换上砂轮切割机,才把这块陨铁给切开。

这说明陨铁中,有一部分是相当坚硬的。

接着,把这天外来物反复加热、锻打:

令人沮丧的是,在锻打成刀条的过程中,还是断掉了!

我们也看出来了,陨铁这种材料,硬度是相当高的,但是,它最大的缺点就是缺乏韧性,加上各种不均匀的杂质,导致陨铁制成兵器的难度太大了!

而且,即便你成功打成了刀剑的样子,如果上战场拼杀的话,估计没几下就断了。

当然,历史上也是有用陨铁做刀剑的,也有文物出土,比如埃及的这把黄金水晶剑。

但是,这些大多还是作为工艺品之用的,皇帝或者王公贵族们,喜欢拿它去彰显自己的身份、地位,并非拿它去作战的。

所以,它的锋利性,或者说实用性,在武侠小说里,都是夸张的描述罢了。

来看看陨铁做成刀剑后的样子:

为了让上战场厮杀的兵器刚柔并济,人们发明了折叠锻打工艺。

把硬的钢材,再掺上软的钢材,反复折叠锻打,刀剑便能兼具硬度和韧性。

在反复的折叠锻打、扭绞过程中,人们还发现,刀身形成了天然的花纹,实在是神奇!

几百年来,大马士革刀被誉世界第一名刃,它刚柔并济,刀身还有天然形成的神秘花纹,成为最令人着迷的一种兵器。

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