陨石撞地球 电影 《宏观地球物理探索》--- 第二章 扫描陨石2



三、陨石的收集和命名

据估计全球每年约有500次陨石坠落,其中大多数落在海洋、河、湖泊、山岭和荒漠地带,只有少数被人们发现、收集。因此陨石是稀有的、珍贵的宇宙标本。陨石通常是以陨落地点或发现的地名命名的。

 

四、陨石分类

陨石分类目前普遍采用的方法是根据陨石的矿物成分、化学成分和结构构造来划分的。可分为石陨石、铁陨石和石铁陨石。

 

矿物成分陨石与地球岩石一样,基本上都是由矿物组成的, 由于陨石长时期存在于高度真空的宇宙空间环境,未经历过地球岩石所受的那些变质作用和风化作用,因此陨石矿物的种类和共生组合与地球矿物存在明显的差别,两相比较原生陨石矿物有以下几个特点:

 

1 、己确定的原生陨石矿物只有约117种(橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和斜长石各以类质同象矿物系列计算)。其中绝大多数是分散的、颗粒微细的微量成分。而地球矿物约有2400多种。

 

2、陨石的主要矿物只有橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、铁纹石、镍纹石、陨硫铁、斜长石和晶状硅酸盐( 类蛇纹石或者类绿泥石)。种类比地球岩石少得多。地球的主要造岩矿物如石英、角闪石、钾长石、黑云母和白云母等在陨石中很少见或未发现。

 

3、陨石中有34种在地球岩石中未发现的矿物,约占陨石原生矿物的三分之一。

 

4、原生陨石矿物中只有13种为含水矿物,其中6种是含有或者可能含有羟基的,7种含有结晶水的矿物。后者全都是在碳质球粒陨石中。

 

5、存在地球外冲击变质成因的矿物,这类矿物有陨尖晶石(林伍德石)和陨镁铁榴石。

6、有些原生陨石矿物与地球上的同种矿物差别很大。陨石的褐斜闪石为单斜晶系,而地球上的为三斜晶系。氟磷钙铁锰矿,地球上的有时含氟,而陨石的买际上不含氟。只是铝钛矿(希邦石),地球上的含钛而陨石的不含钛 。

 

五、陨石的化学成分

普通球粒陨石的平均化学成分,可作为所有陨石的平均成分的近似值,但是,不同类型陨石的化学成分存在着显著的差异。碳质球粒陨石的挥发性元素(Ti Bi Pb Hg) 的丰度比普通球粒陨石要高几个量级,它还含有较多的稀有气体和有机物 。I 型碳质球粒陨石的元素相对丰度,除了氢和氦等挥发性元素外,与太阳系的元素丰度非常接近,可认为是太阳星云的原始物质。无球粒陨石的化学成分与地球的地幔岩(超镁铁岩)十分近似,其K/RB89 Sr/86Sr和 K/U之质也几乎一致 。

普通球粒陨石与地壳火成岩的化学成分对比表:地壳火成岩富集亲石元素( F Al. Ti. Sr Ba Zn Tl U),而普通球粒陨石则富集亲铁元素Mn Cr Fe Co Ni Ge 钼族元素)和Mg。陨石中挥发性元素( Rb Cs Zn In Tl Pb Bi 的含量均比地壳和整个太阳系低。铁陨石的成分几乎全是Fe和 Ni。地壳或月球的岩石都不能与ta3相比。

六、陨石的识别

对陨石的识别一般从以下六个方面着手 :

1、陨石的密度高。石陨石的密度比地球普通岩石约高1.5倍, 铁陨石密度约比地球岩石高3倍。

2、绝大多数球粒陨石和部分无球粒陨石含有Fe-Ni合金,在新断面上它以闪光亮点出现。地球岩石一般含Ni甚少。

3、陨石的剩磁强度高,可用罗盘直接测定。

4、球粒陨石具有地球岩石所没有的球粒结构。

5、陨石与地球自然铁和人工铁不同。八面体铁陨石具有特征的由铁纹石和镍纹石构成的维斯台登图像。

6、陨石表面存在通过大气时烧蚀产生的气印和熔壳,气印多呈圆形、椭圆形和菱形,大小从几毫米到几厘米。熔壳一般呈黑色, 厚度约1毫米。

七、 研究陨石的意义

除月球样品和少量的宇宙尘外,陨石是供人们直接研究的主要地球外物质。陨石是一种最古老和最原始的太阳系物质,研究它可获得太阳系物质来源,太阳星云和太阳系早期的物质组成和演化的信息。

 

陨石到达地面之前,作为小天体在行星际空间长期运行,在这期间它连续地受到宇宙线的轰击。因此它是研究宇宙线及其与物质相互作用的一种理想祥品。

 

研究陨石有机物,有助于揭开生命起源的奥秘。对陨石稀有气体和裂变径迹的研究,除可以测定陨石年龄外,还可以用于研究自然界的己灭绝元素和寻找新元素。研究元素在陨石的金属镍铁陨硫铁和硅酸盐中的分布情况,可为了解亲铁、亲铜和亲石元素的地球化学行为提供有价值的资料。陨石陨落现象和陨石坑的研究可为宇宙航行和冲击变质作用的研究提供有价值的资料。

 

陨石起源主要有大行星破裂说、慧星来源说和小行星来源说等。

 

大行星破裂说认为:小行星主带内曾有一颗具有铁、镍、核、硅酸盐幔与壳的大行星。该行星被碰撞破碎后形成了各种类型的小行星与陨石体。从陨石的矿物化学同位素组成、年龄等特征的研究证明,己有的陨石至少是来自19个成分结构和演化历史各异的母体,而不是来自一颗大行星的单一母体。

慧星来源说认为:短周期慧星其挥发成分在104至105年内被挥发丢失其慧核形成阿波罗型小行星,一部分陨石是来这种残留的慧核。

 

小行星来源说当前最为流行。主要根据是:小行星的光谱特征和反照率与己知各类陨石相似。小行星的矿物组成结构密度与各类陨石相对应。对各类陨石的热历史和冷却速率研究表明,各类陨石母体的半径远小于350公里,小行星作为陨石的母体较合适。部分陨石的轨道计算证明,它们的来源区属小行星带。众多的小行星由于邻近火星或木星的摄动,或者由于陨石母体之间的碰撞,使部分碎块进入与地球相交的轨道,陨落于地球表面而形成陨石。

 

八、陨石坑

1、陨石坑特征

陨石体高速撞击地面或其他天体表面时产生冲击和爆炸,使岩石熔融和气化,并抛射出基岩物质而形成的凹坑,也称陨石冲击坑。在一些行星和卫星上,如月球水星、火星及其卫星表面上的大陨石坑,又称环形山。

 

由于大的地外物体穿过大气层时减速不大,因而其撞击效应是很强的。例如一个直径7米重约1000吨的物体以10----20公里/秒的速度穿过大气层而撞击地球表面,所产生的能量相当于2万吨TNT炸药的爆炸能量,这与世界上第一颗原子弹的能量差不多,所形成的冲击坑直径大于200米。

 

撞击的动能(K)决定于陨石的质量(M)和冲击速度(V)。 即:K=(MVV)1/2

爆炸试验表明陨石坑的直径D与冲击体爆炸的能量W之间有如下的关系式: D = 49W**0.294 。

 

一般说来,坑的自径约为冲击体直径的50倍,而被震裂和抛出坑外的岩石体积约为冲击体体积的几百倍,抛射物沉降区的直径约为坑直径的两倍。近20多年来地球表面上所发现的陨石坑数目剧 增,据统计有110个左右。其中最著名的是美国亚利桑那陨石坑。

 

陨石坑大小不一,小的如沙特阿拉伯的瓦巴陨石坑,直径约100米。大的如加拿大的马尼夸根和南非(阿扎尼亚)的弗里德堡陨石坑。

 

地表已发现并认定的最大陨石坑,是苏联西伯利亚的波皮盖坑,直径为100公里。

 

2、判定陨石坑的标志

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根据对陨石坑现场的实际调查和对主要造岩矿物冲击效应的研究,结合核爆炸和人工冲击模拟试验研究的结果,判定陨石坑的主要标志有:

 

A、陨石坑一股为圆形构造,目前对地表数十个陨石坑探测的结果表明,它们多为圆形构造。较古老的坑由于受构造运动的影响,也有呈椭圆形或腰子形的。

   

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