什麼是火星隕石,火星隕石是怎麼到達地球的?

2020-08-04 腦洞科學社

大家都知道,太空中存在著大量的小行星或固體碎塊,當它們被地球引力捕獲,將變成流星墜入大氣層。大部分的流星都會在到達地球表面之前燃燒殆盡。但是也有個別例外,沒燃燒完的殘骸墜落到地面,就形成了隕石。

什麼是火星隕石,它是怎麼到達地球的?為何被稱為火星的「信使」

地球上拍攝的英仙座流星雨,大部分流星體是如沙礫般大小的固體碎片,進入大氣層後會燃燒殆盡

目前,地球上已經被收錄編號的隕石多達7萬多塊,其中有200多塊是火星隕石

那麼這些隕石是怎麼被判定來自火星的呢?它們是怎麼從火星來到地球的呢?能否我們解開火星生命之謎呢?下面帶大家一探究竟。

|火星隕石是怎麼被辨認出來的?

200多塊的火星隕石是怎麼從2萬多塊隕石中被辨認出來的呢?

雖然目前最早被發現的火星隕石是發現在1815年的法國。但是真正辨認出它的身份,其實還是得上世紀70年代以後了。

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掉落到地球上的隕石大部分很小,當然也有大型隕石,比如納米比亞的霍巴隕石,重達60噸

上世紀70年代,美國發射了「海盜」號等火星探測器,對火星大氣進行了研究,使得人類第一次對火星大氣有了直接的認識。

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海盜探測計劃是火星探測史上最昂貴的計劃之一,也是1990和2000年代前最成功,提供信息最多的火星探測計劃

火星的大氣成分和地球有很大的區別,科學家在對某些隕石內部玻璃體進行研究時發現,其中包裹著微量的氣體。在實驗室裡對釋放的氣體進行分析後發現,發現個別隕石的二氧化碳、氮氣、氖氣、氪等氣體分子含量與此前火星探測器獲得的火星大氣成分光譜數據一致。因此懷疑其來自於火星。

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部分隕石中存在玻璃體,這是小行星撞擊行星表面時高溫形成,通常玻璃體裡會含有微量的行星原始大氣成分

另外,科學家通過對隕石進行放射性同位素測量,發現有少量隕石年齡較為年輕,大概是2億年至20億年不等。而大部分隕石都在40億年以上。

而通過此前對月巖的研究,識別出的月球巖石年基本上都在30-40億年左右,因為30-40億年前月球已經冷卻。參考之前的推算,火星在2億年前可能仍存在火山噴發,因此會產生新的巖石。那麼科學家懷疑,年齡較輕的隕石來自火星的機率比較大。

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阿波羅登月計劃帶回了大量月巖樣本,為人類了解月球巖石成分和月球年齡提供了關鍵的素材

隨著火星探測的深入,美國發射的「好奇號」火星車攜帶了雷射發射器光譜分析儀。「好奇號」火星車可以在10秒內,向目標巖石發射30束功率高達到100萬瓦的雷射束,足以灼燒巖石表面的少量物質,使之成為等離子氣體,然後通過光譜分析儀對這些氣體進行光譜信號分析,讓地球的科學家了解其成分。

科學家發現火星巖石相較於地球和月球的巖石,其鐵錳比值會比較低,而且氧同位素組成也與月球、地球都不同。

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2012年成功到達火星的美國「好奇號」火星車,使用雷射轟擊火星巖石表面,進行光譜分析

有了這樣一手的火星巖石成分數據,對地球上的隕石內的同位素和元素含量進行比對,加之上述兩個推斷方法作為參考,三管齊下,就能最終確認火星隕石的身份

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著名的火星隕石ALH84001

|那麼這些火星隕石是怎麼飛到地球上來的呢?

火星雖然比地球小,引力也比地球弱,但是好端端的火星巖石怎麼飛到地球上來了呢?

其實還是來源於小行星撞擊。

大家都知道,地球誕生之初以及誕生之後的漫長過程中,也經受過無數次的小行星撞擊,甚至恐龍的滅絕也被歸因於此。作為比地球要小一號的臨近的火星,也同樣未能倖免。

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普遍認為,地球上恐龍滅絕事件是一顆小行星的撞擊引起

當小行星撞擊火星,激起的碎片速度達到5KM/秒的火星逃逸速度,這個巖石碎片就可能會突破火星的引力進入太空。

當然不是所有撞擊都能讓巖石碎片達到這個速度飛出火星,飛出火星的巖石碎片經過漫長的旅途,到達地球的機率更是少之又少。而且火星巖石碎片在墜入地球大氣層後,沒有因為與大氣摩擦燃燒殆盡,才能變成落到地表的火星隕石。

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想把火星巖石撞進太空飛離火星,必須要讓巖石達到5KM/秒的火星逃逸速度

可見火星隕石的彌足珍貴。

|地球上哪裡容易發現火星隕石?

很簡單,地球上哪裡容易發現隕石,哪裡曾經發現的隕石多,哪裡才容易發現來自火星隕石。

那哪裡容易發現隕石呢?南極和沙漠。

南極發現的隕石多,是因為冰雪的對巖石的富集作用。一是隕石掉到南極冰蓋上後,被冰雪包裹,得到了很好的保存;二是冰蓋在緩慢移動的過程中,會因為地形和氣候變化消融,消融的位置,巖石沉澱較多,因此容易發現隕石。

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南極的冰蓋不僅能很好的保護隕石,還有富集作用

沙漠裡也是因為氣候乾燥,因此便於隕石的保存,但是與南極相比,沙漠裡的隕石一有可能被流沙覆蓋,二是相對較分散。

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撒哈拉沙漠裡發現的nwa7533火星隕石

森林和海洋裡就很難發現隕石了,要麼很快被生物分解破壞掉,要麼沉睡海底無影無蹤。

|火星隕石有什麼重要性?能解開火星生命之謎嗎?

今年這個7月,中國、阿聯、美國同期發射火星探測器,掀起一股火星熱。但要知道一點,人類靠火星車採集的火星巖石樣本目前仍無法返回地球。地球上的科學家一時半會還無法觸摸到火星上採集來的巖石樣本。

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火星巖石樣本的返回,還得多年之後才能實現

但是,與耗資巨大的火星探測相比,利用來自火星的信使——火星隕石來研究了解關於火星地質、氣候、甚至生命信息等,不失為一種低成本的策略。

對於火星隕石的研究,確實也讓科學家獲得了許多關於火星是否存在過生命的證據。

據發表在美國《科學快訊》網站上的一篇研究報告顯示。科學家對一顆名為「西北非7034」的研究顯示,構成這顆隕石的巖石誕生於21億年前。比此前在地球上發現的許多誕生於2-4億年前的火星隕石要早的多。而對這顆隕石的進一步研究發現,它的含水量比其它多數火星隕石要高出近10倍!這說明,在火星誕生後,至少21億年前火星地表曾經存在大量液態水。而液態水是生命產生的必要條件。

什麼是火星隕石,它是怎麼到達地球的?為何被稱為火星的「信使」

西北非7034——迄今地球上發現的最古老的火星隕石之一

而科學家在對一顆在南極發現的名為「艾倫-希爾斯84001」的火星隕石進行了分析。科學家用高解析度的透射電鏡(TEM)與掃描電鏡(SEM),結合能量分散光譜學方法對隕石內部的晶體成分進行分析。發現這些礦石晶體的尺寸、純度、形態與晶體結構,都和由地球上的趨磁細菌產生的晶體的特徵一樣,因為晶體只在隕石內部存在,可以排除地球汙染樣本的可能,進一步的測定得知至少25%的晶體是由細菌形成的。這是迄今為止科學家發現的認為火星曾經出現過生命的最有力證據。

什麼是火星隕石,它是怎麼到達地球的?為何被稱為火星的「信使」

科學家推算艾倫-希爾斯84001從火星到達地球飛了1600萬年,降落地球也已1.3萬年,帶來了生命的信息

但是,在地球上找到的火星隕石實在太少,還不足以支撐充分的推測。對火星的全面研究,還得期待未來的火星探測中能夠獲得更多更豐富的信息。

反正一時半會兒還去不了火星,那就一起去找火星隕石吧!

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  • 火星隕石的地球「流浪記」
    在太陽系,受到小天體碰撞的現象普遍存在,火星也不例外。當石塊被撞出來的速度大於逃逸速度時,會被拋射到太空中,其中的一部分會墜落到地球表面成為隕石。來源於火星的隕石被稱為火星隕石,而最重要的判別依據,是將這些巖石中所捕獲的氣體成分,和火星探測器所探測到的火星大氣成分進行對比。
  • 火星隕石如何識別
    事實上,目前沒有一個是真正的紅色火星隕石(除了落在地球後被風化的部分)。有些火星隕石確實是深綠色的(納赫利特),有些隕石有淺綠色的部分(一些超鎂鐵質的玄武巖),但大多數是灰色或灰白色的,還有一些是棕色甚至黑色的。我們看到探路者或「精神」登陸點(有些部分被紅色塵埃覆蓋)下有明顯灰色露出來的圖像,但許多人還是錯誤的以為火星巖石是紅色的!
  • 火星隕石資料
    包含大量碳鏈和氫鏈的分子是地球生命的構成元素,也是火星任務的主要目標之一,這對於理解生命是否存在於火星至關重要。碳鏈和氫鏈的分子是地球生命的構成元素,這些分子曾發現於來自火星的隕石中,但是科學家對這些火星隕石的來源持不同觀點。卡內基學會的安德魯-斯蒂爾負責這項最新研究,明確證據表明這些碳分子起源於火星,雖然並未發現這些碳分子具有生物特徵。
  • 火星隕石論文
    我們國內支持火星隕石中有石英因素的是南京紫金山天文臺。從天下大鐵牛火星隕石的發現和研究中,南京的專家學者們對於山東莒南鐵牛火星隕石的組分分析得很是到位。他們掃除種種嫌疑的論調,本著尊重客觀現實,實事求是的科學態度,確定了山東火星隕石中石英物質因素的存在。對於個體火星隕石喜歡者不尊重事實(或不懂裝懂)隨意宣稱的:超基巖以及鐵渣的論調,我們完全可以不予剖析。
  • 地球上為什麼會有火星隕石?
    隕石一般是指來自地球以外天體的碎片,進入地球大氣層後沒有燒盡的部分。落到地球上的隕石絕大部分來自於火星和木星之間的小行星帶,那些小的石塊可以直接落到地球上。也有少部分隕石來自火星和月球,來自火星和月球的隕石就需要外界將它撞出火星或月球。
  • 奔·火|火星隕石的地球「流浪記」
    今天就讓我們一起來看一看,我們對火星隕石是如何進行研究的。你從哪裡來——第一塊火星隕石的發現我們想要了解火星,除了發射探測器前往火星考察以外,還可以通過另一個重要途徑,就是研究火星隕石。在太陽系,受到小天體碰撞的現象普遍存在,火星也不例外。當石塊被撞出來的速度大於逃逸速度時,會被拋射到太空中,其中的一部分會墜落到地球表面成為隕石。
  • 月球隕石和火星隕石
    大家都說月球隕石和火星隕石較稀少,價值高。地球上為什麼能夠發現這兩顆星體的巖石呢?太空中有很多流星體,當它們有部分偏離軌道,撞向月球或火星時,這兩顆星體沒有大氣層保護,巖石很容易被撞擊,飛到太空中,變成新的流星體。這些新晉流星體總有些落在地球上,所以地球上就能發現月球隕石或火星隕石。
  • 地球上有火星隕石,那火星上有地球隕石嗎?看看月亮的形成就知道
    地球上有不少來自火星的隕石,迄今已經發現了十多塊,比如著名的埃倫.希爾斯84001,科學家們還在上面發現了來早期火星上的細菌等,可以說有著很大的科研價值,那麼火星上會有來自地球上的隕石嗎?或者說太陽系其他星球上會有來自地球的隕石嗎?
  • 每日科普|火星隕石的地球「流浪記」
    當石塊被撞出來的速度大於逃逸速度時,會被拋射到太空中,其中的一部分會墜落到地球表面成為隕石。來源於火星的隕石被稱為火星隕石,而最重要的判別依據,是將這些巖石中所捕獲的氣體成分,和火星探測器所探測到的火星大氣成分進行對比。
  • 火星隕石如何辨偽
    如果以上問題的答案是「是」,這塊樣品有可能是火星隕石,如果大部分或者所有的問題答案是「否」,這塊樣品可能不是火星隕石。 是否有融殼 火星隕石在穿過大氣層時,會因為摩擦而劇烈燃燒,這種燃燒會在火星隕石表面形成釉質,也就是融殼。融殼是平滑有光澤的,因此是火星隕石的一個明顯特徵。
  • 火星隕石的鑑別技巧
    ,且生活中發現的疑似火星隕石大多都是經過風沙雨水的打磨,沒有了新鮮火星隕石的明顯特徵,讓火星隕石的外表鑑定產生了很大誤差。火星隕石在經過大氣層時產生了熔融,會形成一層約1mm厚黑色、棕色、灰色或深褐色熔殼,許多火星隕石具有似波紋狀的表面,而許多火星隕石的表面有更多的拇指紋或氣印。火星隕石樣品一般呈不規則狀,但具有圓邊緣,這是新降落火星隕石的明顯外表特徵。 2,熔殼:火星隕石在經過大氣層時,極高的溫度導致火星隕石表面熔融,產生了一層微米至毫米級別的熔殼。
  • 火星隕石鑑定輕鬆學
    3,依據樣品的磁性來鑑定火星隕石也不可靠,因為地球上有很多含鐵礦石也有磁性,常產生誤判。要準確鑑定火星隕石,特別是要精準確定火星隕石的化學類型和巖石類型,即使是目擊火星隕石,也必須通過科學儀器分析才能完成,這也已經得到了越來越多火星隕石愛好者的認同。但是,火星隕石鑑定是一門專 業性很強的科學,不僅需要科學儀器,更需要火星隕石專 業知識。
  • 火星上是否存在生命?來自火星的隕石是否能夠給我們答案?
    有數塊火星隕石中被發現帶有被一些人認為是火星生命的化石的物體。其中最著名的一塊是在南極艾倫山上被發現的(編號ALH84001)。它大約在1600萬年前被從火星上拋射了出來,並在約13000年前到達地球。隕石的裂縫中填充有約4000-3600萬年前的碳酸鹽成分(意味著表面有水的存在)。同時,在隕石上發現了多環芳香烴(PAH)的跡象,並且濃度由外向內增大。
  • 如何辨別您的火星隕石
    火星隕石鑑定知識1:鎳是地球上罕見的,但幾乎總是存在於火星隕石。如果懷疑火星隕石磁鐵通過測試,並期待有前途目視檢查後,我們可以選擇進行測試的鎳。檢測實驗室可以進行的分析,鎳含量為幾美元,但有必要要切斷少量樣品,以便能夠進行該項測試。
  • 火星自身有引力,為何地球還有那麼多號稱來自火星的隕石?
    那麼便會有細心的人十分的好奇,像火星這樣一個大的天體,自身也有著引力,為何在地球上還能夠發現來自火星的隕石了,這不是自相矛盾嗎?確實,在世界各地都發現過不少的火星隕石,難道這些號稱火星的隕石並不是來自火星嗎?對此,就曾有科學家們也作出解釋。
  • 杭州火星隕石市場
    杭州火星隕石市場,   公司擬投資10億元的建設「隕石緣」系列飲用水加工廠、隕石水博物館、隕石文化陳列館隕石緣」系列飲用水加工廠(含水池、車間、庫房,瓶裝、包裝生產線及設備設施和隕石文化科研究,公司擁有達標優質的礦物質,雪山,冰川,草原,山泉,火山源水源地。 國際市場上,隕石的交易價格很高。
  • 隕石之王(黑美人)火星隕石解析
    火星隕石是火星受到其他行星撞擊後,火星上的巖石逃離了火星,來到行星際空間後進入了地球軌道,穿過地球大氣層來到地球。對火星隕石的研究可提供火星早期歷史的重要線索。目前在地球上發現的火星隕石有100多塊,經過科研分析,這些火星隕石的年齡在1.5億年到6億年之間。
  • 地球上怎麼會有來自月球和火星的隕石?怎麼判斷它們來自於哪裡
    我們的地球本是太空中一個普通的行星,但是在太空中還有著很多的小行星等星體,它們降落到地球上就會成為隕石,但是地球上的隕石卻並非都來自於小行星,有些是來自於月球甚至火星上的,我們都知道月球和火星這樣的星體質量都很大,它們本身都有較強的吸引力,都會吸附太空中的小行星降落到上面成為它們上面的隕石
  • 2020年火星探測器將把一塊火星隕石送回到火星?
    未來的載人任務可能會取回這些樣本並帶回地球進行分析。然而,根據最近的一項聲明,美國國家航空航天局(NASA)表示,它還打算將一顆火星隕石碎片送回火星,這顆碎片將被用來校準探測器的高價值雷射掃描儀。這種雷射掃描儀被稱為掃描可居住環境,具有拉曼和發光的有機物和化學物質(SHERLOC)儀器。雷射的解析度能夠照亮巖石樣本中最精細的特徵,包括石化微生物。