南极陨石之谜
2024-10-11林之森
凯瑟琳·乔伊驾着一辆雪地机动车在厚厚的南极冰层上缓缓前进,车后面拖着一架金属探测器。突然,她的耳机里响起了哔哔声。看来,金属探测器发现了什么。这会是她要寻找的东西吗?她赶紧下车。哎,她很失望,原来金属探测器发现的是拖车上掉下来的一个金属螺丝,而她要找的是铁陨石。
乔伊是一名英国陨石专家,她为什么要千里迢迢跑到南极来寻找铁陨石呢?
此事说来话长,你可以说它源于45 亿年前。当时,一颗恒星变成了超新星,它的冲击波导致附近一团星云崩塌,经过一场激烈的动荡,最终形成了太阳系,也就有了地球,接着地球上有了生物,又进化出了人类。
这段太阳系的诞生史是真的吗?几十年来,研究人员一直在寻找来自这个动荡时期的见证材料,以便更好地了解太阳系的形成过程。乔伊的南极冒险,正是与此有关。
太阳系形成的“证人”
陨石是太阳系诞生以来的“时间胶囊”。它们是小行星的碎片,大多自形成以来就运行在小行星带(介于火星和木星之间)上,后来才脱离轨道落到地球上。因为落到地球的时间不长,它们的化学组成没有被地球上的板块运动、火山作用等破坏,所以保存了太阳系形成时的许多重要信息。
陨石的形状和大小多种多样,大至1920年在纳米比亚发现的60吨WgHD++4T0RULo8AFNz/FVw==重的霍巴陨石,小至只有句号大小的微陨石。
全世界发现的绝大多数陨石都是石质的,主要由硅酸盐构成。还有石铁陨石,由岩石和铁混合而成。第三类是铁陨石,由铁和镍混合而成。霍巴陨石就是铁陨石中的荦荦大者。这类陨石对了解太阳系的起源尤其重要。因为形成铁陨石的条件比较高,只有小行星足够大才行。这样,其内部才能熔化,密度大的铁、镍沉入核心,密度较小的硅酸盐浮在表面(地球的地核、地幔和地壳,就是通过类似的过程形成的)。然后,当这种小行星受到其他天体的撞击或扰动,破成碎片,落入地球,才能形成铁陨石。
这些铁陨石的母星是刚形成的早期小行星,其内部的液态铁、镍流动起来,会产生一个磁场,就像今天地核中液态铁流动形成地磁场一样。铁陨石是来自这些早期小行星核心的碎片。通过观察保存在其中的磁场痕迹,我们可以计算出它们的母体小行星有多大、如何形成及形成速度多快等重要信息。总而言之,它们是行星学家目前了解行星形成的唯一门径。
南极陨石之谜
但是,这种铁陨石在地球表面甚为罕见,为此,人们把眼光投向了南极洲。
南极洲是寻找陨石的理想地点。虽然很多陨石被埋进了厚厚的冰层,但是通过冰川的地质运动,它们又会上升至冰层表面。每年的南极夏季(从10 月到次年2 月),来自世界各地的陨石“狩猎者”都会到南极来寻宝。地球上近2/3 的陨石来自南极大陆。
奇怪的是,铁陨石虽然在别处也甚为少见,但是在南极洲更加罕见。这个谜困扰了许多人。为此,英国的陨石专家杰弗里·埃瓦特和凯瑟琳·乔伊提出了这样一种可能:铁陨石比石陨石更易吸热,在冰上,它们吸收了更多的阳光,升温,融化周围的冰,然后下沉,最后永远被困在冰面以下几厘米处。换言之,它们只是躲起来了。
两人用灯模拟阳光,照射冰上的石头和铁陨石,来验证这一想法。果然,在长久的照射之后,铁陨石沉到冰下去了。受其鼓舞,他们决定带上工具——一种通常用于扫雷的金属探测器和一辆雪地机动车——去南极寻找铁陨石。这就出现了文章开头那一幕。
旧谜带来新谜
经过一番艰难的寻找,他们总共找到了130 块铁陨石。但奇怪的是,它们都是在冰面被找到的,没有一块是在冰下被发现的!而且,从他们此行的收获来看,南极冰面上的铁陨石数量比人们预期的要多得多。
这就产生了两个谜:为什么这么多铁陨石之前从未被发现?为什么他们找到的铁陨石都是在冰面,而不是在冰下,他们当初的设想错了吗?
对于这两个新谜,目前还没有确切的答案。人们猜测,可能是与近年来的气候变暖有关。
关于为什么这么多铁陨石之前从未被发现, 原因可能是乔伊他们搜寻的那片区域之前从来没有人去过,而那里恰好分布着很多铁陨石。也可能有人去过,但是那时候这些铁陨石还都埋在冰下。关于为什么他们找到的铁陨石都是在冰面,而不是按他们模拟实验的结果在冰下,这可能是因为气候变暖让本来埋在南极冰下的铁陨石露了出来。不管谜底是什么,南极的铁陨石至少被找到了。
文章来源:《科学之谜》
(责任编辑:嵇刊)
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南极为何多陨石
南极陨石多的原因,主要归结于其独特的地理和气候条件。南极拥有低温、干燥的特殊气候,这种气候条件有利于陨石的长期保存。坠落在南极冰盖的陨石被封存于冰层中,避免了液态水对陨石的侵蚀。南极冰盖中央厚、四周薄的特点,导致了陨石在南极的富集机制。冰在重力作用下向四周流动,陨石随之向南极四周的海洋运动,如果遇到山脉的阻挡,陨石就被富集在了山脉周围。此外,南极的深色陨石在冰上易于识别,这也是南极陨石发现量大的一个重要原因。