南极陨石之谜

南极陨石之谜】凯瑟琳·乔伊架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 , 她的耳机里响起了一声哔哔声 。 看来金属探测器发现了什么 。 她赶紧下车 。 这一次会是她要寻找的东西吗?哎 , 很失望 。 原来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宝呢?说来话长 。 你可以说这个故事源于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 。
乔伊他们的南极冒险 , 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 , 不久前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吨重的霍巴陨石 , 小至每天降落到我们屋顶上 , 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 。 因为形成铁镍陨石的条件比较高 , 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(我们地球的地核、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 , 才能形成铁镍陨石 。
南极陨石之谜
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陨石爱好者在自家屋顶上找到的微陨石
这些铁镍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、如何形成以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借以了解行星形成的唯一门径 。
南极陨石之谜
但遗憾的是 , 这种铁镍陨石在地球表面甚为罕见 , 为此 , 人们把眼光投向了南极洲 。
无论你对哪种陨石感兴趣 , 南极洲都是地球上寻找它们的理想地点 。 它的原始冰原几千年来从未受到过破坏 。 虽然很多陨石被埋进了厚厚的冰层 , 但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 。 地球上近三分之二的陨石来自南极大陆 。
南极陨石之谜
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在纳米比亚发现的60吨重的霍巴陨石
但遗憾的是:铁陨石和石铁陨石虽然在别处也甚为罕见 , 但在南极洲几乎从未被发现过(只发现硅酸盐陨石) 。 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:即铁陨石比石质陨石更易吸热 。 在冰上 , 它们吸收更多的阳光 , 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 , 它们没有失踪 , 只是躲起来了 。
两人用灯模拟阳光 , 照射在冰上的石头和铁陨石上 , 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:它们全都是在冰面找到的 , 没有一块是在冰下发现的!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都要多得多 。
这就产生了两个谜 。 第一个是 , 为什么这么多铁陨石之前从未被发现?第二个是 , 为什么乔伊他们找到的铁陨石全都是在冰面找到的 , 而不是在冰下找到的?是他们当初的设想错了吗?为什么模拟实验又证明他们的设想是对的呢?