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。
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。
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。
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。
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。
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和光譜分析儀。「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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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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