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又见火流星

    2019年10月11日凌晨0时许,吉林省松原市夜空突现一道火光,照亮了整个夜空,有不少当地居民目击此火流星事件。

    从网上传播的视频看,很像是一次陨石陨落事件,但是目前尚无找到陨石实物的报道,吉林省吉林市陨石博物馆已派专人前往事件发生地做进一步调查工作。美国宇航局(NASA)的卫星也监测到此次火流星事件,空爆中心位于东经122.9度,北纬44.3度,离地面47.3公里的高空。流星体闯入大气层的速度高达14公里/秒。

    全国各地已经有不少星友赶赴火流星发生地,试图寻找可能坠落的陨石。

本次火流星事件携带的动能约570吨TNT当量|图源:NASA

    那么,火流星到底是怎么回事呢?会有陨石落地吗?它是从哪里飞来的呢?如何鉴定?找到它又有什么价值呢?下面我们就帮你一起梳理一下来龙去脉。

    火流星事件一定会有陨石落地吗?

    火流星事件是常见的天文事件。太阳系内众多的小行星之间发生互相碰撞以及受到太阳系内各大天体的引力摄动都会脱离原来的轨道,当它们靠近地球时,就可能会被地球的引力所捕获。受地球引力的加速作用,小行星碎片进入地球大气层时的速度超过第二宇宙速度(即11.2km/s),在进入低层稠密大气层时,高速运动的碎片会猛烈地压缩前方空气,使得空气的温度迅速升高到几千摄氏度,进而发光发热,这也就是我们看到的火流星的现象。高温高压的气流会对小行星碎片进行剥蚀和减速,大多数的较小的碎片都会在大气层中烧蚀殆尽。这取决于流星母体进入大气层时的速度、入射角度、自身大小和机械强度等多方面因素。我们在晴朗的夜晚见到的一闪而过的流星,它们的母体可能只有拇指大小,而那些明亮的火流星,母体大小会超过1米,质量则会重达数吨。如果流星体穿越大气层后燃烧未尽而有剩余物质降落到地面,就是陨石。通常会有几公斤到几十公斤的陨石落地。2000多年前《史记》中就有“星坠至地,则石也”的记载。

    陨石从哪里来?

    陨石是来自地外天体的碎片穿越大气层陨落到地球的岩石样品,是人类直接认知太阳系天体珍贵稀有的实物标本,对研究太阳系的形成和演化具有重要的意义。绝大多数陨石来自位于火星和木星之间的小行星带,极少数来自月球和火星,还有些微小陨石可能是来自彗星的尘埃颗粒。据估算,每天都有陨石降落地球,年累积量重达几十吨,但是它们的绝大多数都陨落在海洋、山区、森林、沙漠等人烟稀少的地区,鲜为人知。每年观察到并收集到目击陨石平均只有10次左右,因此目击陨石就显得更加珍贵。1976年3月8日在吉林省吉林市近郊降落了一场特大陨石雨,共收集到较大陨石100多块,总重量超过4000千克,其中1号陨石重约1770公斤是世界上最大的石陨石。

    陨石有哪几种?

    目前全世界已收集到6万多块陨石样品。它们大致可分为三大类:石陨石(主要成分是硅酸盐)、铁陨石(铁镍合金)和石铁陨石(铁和硅酸盐混合物)。组成陨石的主要矿物是三种硅酸盐矿物(橄榄石、辉石、长石)和两种金属矿物(铁纹石、镍纹石),其他矿物在陨石中含量非常少。陨石鉴定和分类的主要依据就是这些主要矿物的化学成分。
    石陨石又分为球粒陨石和无球粒陨石。大部分陨石是球粒陨石(占总数的92%),其中又以普通球粒陨石居多(占总数的80%)。球粒陨石的特点是其内部含有大量毫米到亚毫米大小的硅酸盐球体。球粒陨石是太阳系内最原始的物质,是从原始太阳星云中直接凝聚出来的产物,它们的平均化学成分代表了太阳系的化学组分。2018年6月1号陨落在云南西双版纳地区的曼桂陨石,就是一块L6型普通球粒陨石。顾名思义,无球粒陨石中不含球粒,和地球上的超基性和基性岩石类似,因此比球粒陨石更难鉴别。还有一些更细致的分类,就不详述了。

    陨石如何鉴定?

    对于资深的陨石收藏者和陨石猎人来说,通过肉眼观察可以大致识别球粒陨石。主要通过陨石手标本的一些特征(融壳和气印、密度、成分差异、磁性以及其他结构等)来判断。无球粒陨石与地球岩石外观上很相似,很难鉴别。要最终确认陨石,并判定其类型,即便是球粒陨石,也必须通过仪器检测才能完成。专业的陨石鉴定通常需要提供以下几个检测结果:(1)样品中有没有圆形的硅酸盐球粒?(2)球粒中有哪些主要矿物?(3)球粒中的主要矿物的化学成分是什么?(4)样品中有没有铁纹石和镍纹石?有多少?(5)铁纹石和镍纹石的化学成分是什么?(6)样品中有没有橄榄石、辉石和长石?有多少?(7)橄榄石、辉石长石的主要元素化学成分如何?(8)橄榄石、辉石和长石的微量元素化学成分如何?有了这些分析数据,就能确定疑似样品是球粒陨石、无球粒陨石、石铁陨石还是铁陨石。陨石的仪器检测是门专业性很强的学问,不仅要有专业对口的仪器设备,更关键的是检测人员必具备扎实的陨石背景知识,再加上精湛的样品制备工序,三者缺一不可。目前,我国从事陨石研究的科研部门主要集中在中国科学院的天文台和地质研究单位,他们长期开展国际陨石前沿领域的科学研究,参与了中国南极陨石的分类和鉴定工作,设备齐全,经验丰富,是最权威的陨石鉴定机构。

    给星友们的话

    近年来,越来越多的民众喜爱和收藏陨石,出于对科研部门的信任,很多陨石爱好者都愿意把疑似陨石的样品寄往国内的陨石科研机构,有些星友甚至不远万里,亲自送样品上门检测。但是,我们在实际工作中发现,星友们所谓的“陨石"很多其实就是地球岩石样品,是陨石的少之又少。一方面,科研部门应接不暇,不能满足每位星友的鉴定需求;另一方面很多星友花费了大量的时间和精力,最终却得不到认可,感觉科研部门的门槛太高,总是被拒之门外。这看上去似乎是一对矛盾,但实际上是有解决的方法的。建议星友们首先要抱着一颗平常心,不要轻易亲自送样品上门到科研部门检测,这样可以节约大量的时间和金钱,也不会带来太大的失望和沮丧。可以先考虑把疑似陨石样品的照片上传到中国陨石网(http://www.qqyunshi.com),这是个民间陨石科普网站,但网站的很多志愿者经验非常丰富,完全可以相信他们的鉴别能力。另外,这个网站是非营利公益性的,不会涉及任何利益关系,相对来说比较公平公正。初步判断样品为“疑似陨石"后,该网站会协助星友推荐到国家正规科研部门做进一步检测。火流星虽然美丽,能留下陨石更是显得珍贵。近年来国内曾多次出现火流星事件,但是经多方查找均未找到陨石,就像2017年发生在云南香格里拉的火流星事件,很多爱好者蜂拥而至,历经千辛万苦的搜寻,但最后却无功而返。出现火流星不一定就能找到陨石,有时流星体在大气层中燃烧殆尽就不会有陨石坠地了,更多的时候是陨石陨落到隐秘之处,不易被人发现。建议大家理性对待此次火流星事件,不要盲目去追星。陨石的真正价值体现在科学研究上。

 

 

本文转自中国科学院紫金山天文台微信公众号
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