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流星陨落之后

2018-09-30张唯诚

科学24小时 2018年9期
关键词:莱文南极洲洛夫

张唯诚

一月份空旷的南极,一个晴朗的夏日,气候相对温暖,只有零下18摄氏度。地质学家斯坦利·洛夫和另外六名科学家正驾驶雪地摩托快速行驶在南极横断山脉耀眼的白色冰原上。洛夫工作的地方在德克萨斯州的休斯顿,但现在他得和团队呆在南极洲的冰天雪地里。他们带了帐篷、炉子、睡袋和食物,将在这个地球上最寒冷、最不易生存的大陆上露营六个星期。这是严峻的挑战,但别无他法,因为他们要寻找陨石。

陨石是坠落于地面上的来自太空的岩石。有些陨石非常古老,它们诞生于46亿年前太阳系形成的早期,另外一些承载着遥远星球的信息。它们着陆之前被人们称为流星,大多在到达地面前就烧毁了。但每年至少还会有84000颗比弹球更大的陨石坠落到了地球上。

尽管如此,人们很难发现陨石。它们可能被植物所掩盖,或者和地球岩石混杂在一起,或者沉入到了深水中。多数陨石从此沉寂,然而在广袤的南极洲,发现陨石如同于在白色背景下寻找黑色的目标,相对容易些,这也是为什么几十年来科学家们不畏南极洲的极端条件来寻找陨石的缘故。

神秘的出发地

大多数陨石是从小行星上脱落的碎片。它们来自位于火星和木星轨道之间的空旷岩石区,这个地带叫小行星带。那里充满富含铁的小行星,它们形成于太阳系的初期,但没有成为大行星的组成部分,所以只好作为小行星徘徊着。另外一些陨石则来自于其他天体,特别是月球或火星,这种陨石是撞击产生的岩石碎片。

为了确定陨石来自何处,像洛夫一样的科学家们要研究陨石的同位素,它是原子核中具有不同中子数的相同元素的组成形式。例如,氧可以有16、17或18个中子。来自不同地方的陨石,都有自己独特的氧同位素比率,这个比率可以告诉科学家们它们来自哪里。

在南极洲,大约85%的陨石为“普通球粒陨石”,它们来自小行星带。这种陨石很有趣,它们为我们研究太阳系的诞生提供了线索。但其他15%的陨石更让科学家们兴奋,因为它们含有非同寻常的成分,其中最有趣的是来自火星和月球的陨石,它们更加难得,不足南极洲陨石总量百分之零点五。

科里根的一个任务是研究这些陨石以识别任何非同寻常的特征。假如一块陨石非同寻常,人们就会仔细地研究它,并用它的一部分制作一种薄片以便在实验室里进行分析。

冰原上的黑点

当一块陨石抵达南极洲时,它已在太空中至少穿越了160万千米,而其中有些陨石甚至在数十万年前就来到地球上了。在冰原上,陨石通常又黑又密,还带有一个熔壳,这种熔壳是陨石进入地球大气层后,其表面物质在坠落过程中被极端高温熔化后形成的。

在南极,陨石不仅比其他地方容易发现,冰层运动还使陨石的分布趋向集中。洛夫解释说,南极的冰在缓慢地流动,这样的运动能把陨石集中到某些特定的地区,例如与山相对的地带,在那些地方,古老的冰层常常被带到了地表上。

更重要的是,南极洲干燥的冰冻环境还使陨石更容易得以保存。此外,南极持续的风一直吹拂着冰面,这有可能将一些陨石显露出来。

当成功地找到了一块陨石,科学家们要给陨石标注一个编号,例如RBT 04262。在这里,RBT代表罗伯茨山,它是这颗陨石被发现的地方;04表示这颗陨石被发现的时候是2004年;后面的三个数字262表示它是在那个工作季节中收集到的第262块陨石。

陨石之家

孤独的南极生活和宇航员远离地球的体验非常相似,这赋予洛夫独特的生存技能。

现在,六周的陨石狩猎生活结束了,整个团队要乘飞机前往位于罗斯岛的南极科考站麦克默多站。在那里,科学家们为陨石的下一段旅程做准备。

他们把每块陨石都放进单独的袋子里冷藏起来,这是为了保证不受污染。接下来,陨石被飞机运往位于休斯敦的约翰逊航天中心。在那里,美国航空航天局的地质学家们要对每一块陨石分类、称重和拍照。

到了这时,洛夫他们就可以回家了。他们不知道带回来的陨石将会透露什么秘密,但他们知道,他们的工作非常有价值。

在约翰逊航天中心短暂停留后,陨石们又要启程了。它们的下一个目的地是世界最大的陨石库之一,位于美国马里兰州的史密森尼博物馆的供应中心。自2008年以来,地质学家卡瑞·科里根就一直在那里对陨石进行分类、储存和跟踪调查。科里根整天呆在那里,她的周围满是装着陨石碎片的橱柜,那些陨石大约有1.7万块。

小块的陨石放在很薄的载玻片上或者塑料瓶中,安置在一个特别的“干净”房间里。在那里,橱柜是用氮气加了压的,这是为了保持陨石的干燥和安全,防止因与氧气反应而生锈,或者粘染上污染物,如灰尘或有机物质等等。事实上,为了防止污染,科里根和她的同事们在工作的时候都要穿戴防护装备。

科里根和如此多的隕石打交道,为此,地质学家们甚至用她的名字命名了一块太空岩石,叫“9924科里根”,现在正在太阳系中飞行,但谁知道呢,也许有一天它也会着陆在南极洲上。

碾碎一块陨石

前面提到的RBT 04262就是一块非同寻常的陨石。2007年,约翰逊航天中心的地质学家宣布,这块陨石的成分和氧同位素比率显示,它是一块来自火星的陨石,估计有2.25亿年的历史了。科学家们还发现,RBT 04262在大约70万年前就着陆南极洲!

作为一名陨石管理员,科里根也负责在科学家们提出请求的时候出借陨石碎片,所以一旦发现了非同寻常的陨石,这种请求就会纷至沓来。

2011年的某一天,丹尼·格莱文正在碾碎一块陨石。格莱文就职于美国航空航天局戈达德太空飞行中心,他和他的同事们正在研究一块非同寻常的陨石碎片,它就来自RBT 04262。

这位科学家说:“我们正在寻找生命的化学组成。”作为一名天体生物学家,格莱文要搜寻地球以外的生物线索,他对被称为氨基酸的有机化合物特别感兴趣,因为它们是蛋白质的组成部分,对地球生命来说,它们是必不可少的。假若在来自太空的物体中发现了氨基酸,那就可能表明,至少有一些生命成分存在于地球之外。

当听说RBT 04262来自火星时,格莱文更加迫不及待了。格莱文和他的同事们首先在无菌的环境中把它碾碎,再把碾碎的岩石放进无菌水中煮沸,然后用质谱仪分析它。质谱仪可以识别其中含有什么化学元素。

科学家的梦想

果然,RBT 04262含有4种氨基酸成分,其中3种很特别,在地球上并不常见。格莱文说:“这非常有力地说明我们面对的是地外氨基酸。我们认为它们来自火星。”

当然,格莱文和他的团队还需要确认他们的发现不是来自南极的污染物。格莱文说,南极洲看起来好像没有生命,但其实有很多生物,包括在南极活动的人类,所有这些都可能给陨石带来污染。如果这些氨基酸并非来自太空,那么这块陨石就只是一种类似“流星”的东西了。所以科学家们希望在另一块陨石上发现同样的东西以验证他们的推测。

2012年,格莱文和他的同事们对他们的发现有了足够的把握,他们把发现发表在了《陨石学和行星科学》杂志上。不过文章说,火星只在35亿年前是“宜居”的。但RBT 04262只有2亿多岁,它太年轻,无法向科学家们提供遥远的线索,所以格莱文说:“寻找年代久远的陨石是我的梦想。谁知道呢,也许它正在南极洲等着我们呢。”

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