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陨石有什么用处?

陨石有什么用处?

的有关信息介绍如下:

陨石有什么用处?

哪怕航天技术发展到今日,陨石最大的价值还是科研,给其他样品几乎给不了的科研价值。具体怎么研究,又能提供什么价值,这不是三言两语能讲完的,不过这个问题长期没有业内和发烧友回答,所以还是我来填个坑好了。回答会尽量简洁明快和AB对比。

首先吊书袋子的说法是:

通过分析“陨石的矿物、元素及其同位素组成、陨石分类、年代学、后期变化、成因及演化历史”,研究“太阳系和地球早期历史”。

——涂光炽(中国科学院院士)的著作《中国陨石导论》

通俗的说,就是化验陨石样品的各种成分,包括什么石有多少什么解理、什么元素有多少比例、同一个元素同位素有什么比例、陨石之间种类不同、降落年代不同、风化程度不同等等来搞明白太阳系早期(起码早于39亿年前)太阳系与地球的情况是什么样的。

如果有时光机器和飞船,直接对那个年代太阳系各处的石头做物化分析或许是一个好办法,但是谁也没有时光机器能穿越到46亿年前太阳系刚诞生的样子,想知道那个时候的太阳系啥样,我们只能旁敲侧击。天体物理学模型和超级计算机模拟能提供一部分演化模型,但显然没有实物的模型也只能是猜想。

在说明怎么做之前,我先打一个方法论的比方:

国内有一个资金充裕的精罗,他要搬家了,他想要让自己的书房装修得像罗马共和国时期(公元前509年–公元前27年)地方长官的办公室一样,力求尽力还原,这时候,靠谱的做法是什么?

A. 看公众号和头条上关于罗马的文章,和国内视频平台上讲古罗马的视频

B. 看西方人拍摄的古罗马帝国的电视剧、电影

C. 参观意大利的罗马、土耳其的伊斯坦布尔等罗马曾经统治过的地方的市政厅并拍照办公室内景

D. 看欧美史学家协助拍摄的纪录片,阅读他们撰写的论文,找其中讲古罗马时期地方一把手办公室布置的描述

显然是D是最靠谱的,至于ABC,首先公众号、影视作品为了眼球不排除信口拈来的艺术创作与无中生有,其次,任何一个精罗恐怕都不能忍受另一个自称精罗的人在房间窗户上装伊斯兰风格的窗户外放《CEDDIN DEDEN》说这是罗马风格,为什么?熟悉历史的人自然知道,随着突厥人征服了亚欧之间的君士坦丁堡,君堡那套原来东罗马帝国的风格已经被后来者变化成了突厥风格,的确现在那个地方办公室可能长那样,但14世纪东罗马帝国那会肯定不是这样,而14世纪东罗马帝国的风格肯定又和千年前罗马帝国、以及更早的罗马共和国那会相去甚远,变化太多了。说白了,这个地点历史上南来北往的冲击太多了,所以想要找到一个早期风貌的遗存都相当困难。可能跑一趟伊斯坦布尔还不如看百十来篇论文划算呢。

那怎么办?人文专家不会拿A B这种新生传闻(不过顺便一提老调的民间传说有些经考古证实异常可怕的准确)去写论文,但他们可以找一些相对没有被兵荒马乱、风吹雨打干涉的原生态遗址,比如著名的庞贝古城,不起眼的地面之下是火山灰埋葬的一城人民,因为所有当时的一切都被突如其来的外力凝固了时间隔绝了外界干涉,考古反而变得容易了。城市里大户人家的正厅很凉爽,高度可达十米。屋顶上有一个开口,雨水从这里流下,流进室内一个大理石盆里,这就比较接近那个时候地方首长的办公室样子了。

这背后的方法论就是,尽可能找那些保存原生态的资料去研究,而这些原生态的残留基本不在那些常年冲突得最厉害的地方,而是平日不起眼的边边角角。

在前面涂院士成书的那个年代(1991),地球上最古老的石头的年龄38亿年前土澳的叠层石,这是39亿年前后期重轰炸时期狂轰滥炸与岩浆地球之后最早行程的一批石头,但是,这离太阳系一开始已经有近10亿年历史了。说白了地球的地质活动太剧烈了,像极了人类历史上经常动荡的中东与西亚,想在地球上找接近太阳系诞生之初的石头,不现实。

怎么办?自然,太阳系有大量未成为行星的不规则小天体可以当时间的胶囊,小行星带有,柯伊伯带、奥尔特云也有,但问题很明显,以目前人类的航天科工能力,对小行星带的采样返回都相当困难,只能用气溶胶捕获点彗星的尘埃,而且成本极其高昂,到现在办过的次数屈指可数。而更要命的是那些尘埃尺度小,同一个样品不同位置之间的物化成分相似度太高了,而像网上大家熟知的那种几厘米大小的陨石大小的样本要取回来就更难了——到目前为止只有阿波罗计划做到了这一点,深空探测器压根做不到。人类到目前也无法把人送到小行星带和柯伊伯带采样分析。目前人类小天体探索项目如深空撞击、隼鸟号都在木星轨道内,够不着柯伊伯带、奥尔特云那些“时间胶囊”。即使能够得着,人类也远不可能像现有陨石品种一样发射四万多颗深空探测器采样返回。

其他办法也有,随着引力摄动的巧合,有一部分其他天体上的样品会被甩出老家,恰巧进入到地球的轨道,恰巧又在落地前没有完全烧完,这就是陨石了,冰冷的外太空像维苏威火山大爆发喷出的火山一样凝固了时间。目前研究早期太阳系演化的样品自然都来自这些天外来客了。没错,它扮演的就是被火山灰埋葬的庞贝城里偶尔被机缘巧合回到地面的那些古罗马文物,而考古的就是地质和天文方面的研究人员。

有多古老呢?地球上肉眼可见的最古老岩石是土澳的叠层石,38亿年左右;近年来科研发现的地球上土澳的锆石中微观颗粒的历史大概是43.75亿年;而大量陨石(包括我手头的一些还算常见的)的历史年龄是45.5亿年左右,这还是宏观的、可以拿来做戒指车珠子的陨石;而2020年1月公布的最新的科研成果更加惊人,根据路透社报道,科研人员直接在1969年落在土澳的莫奇森陨石上找到了70亿年前的40个微粒,这直接是太阳系形成25亿年前,第一代恒星死亡遗留下来的产物。这种时间胶囊,地球上是无论如何找不到的。它们甚至能用来研究诞生咱们每天见到的太阳所在的那一波银河系恒星“婴儿潮”是什么样子的。

可能很多人都知道,几十年前有一个美国的高材生帕特森,以自己的能力测出了空气中铅的含量,并揪出了其罪魁祸首就是石油大鳄添加的铅。但是发现铅的危害其实并不是事情一开始本来要的目的,当时最基本的办法首先是测地球岩石样品的年龄,但是测来测去发现空气中的铅实在太碍事,只能搞超净室过滤,但是,测出来的定值和谁比较求出地球的年龄呢?

自然还是和原生态的“时间胶囊”陨石比。

1956年著名的帕特森测地球年龄里,经典的铀铅放射性衰变测年法可以测出地球样品上铅206与铅204的比值,也可以测出样品里铅206和铅204的比例是多少,但是他需要一组对照组,一组没有像地球上一样的样品被地质作用蹂躏数亿年(例如土澳的叠层石)的样品,于是他找到了Canyon Diablo等多种陨石样品做参照物,测出了45.5亿年的数据。

当然测年龄并不是陨石唯一的科研价值,实际上陨石的科研价值,很大程度上是其中其中几十种元素的各种同位素比例测算的结果,通过热释光曲线等多种办法的测量能把陨石来地球前最后一次经历高温撞击是什么时候、多少温度、那之前稳定的轨道离太阳多远、等数据测出来,一颗/种陨石测某个时间一个距离上的情况,从点到线配上时间轴,一堆陨石就能描绘出早期太阳系比较连续的演变过程了。就像分析不同时期全球各地人科化石的分布和不同能勾勒出人类走出非洲的不同阶段一样。有时候放射性测年的结果还能和当地土著相传几十代的民间传说对上大致的时代,这样一来陨石落地的情况还能和人文历史相映衬。

至于陨石的收藏价值、观赏价值,那都是次要部分了。

手打了2个钟头发现敲完已经是深夜2点了,人困马乏陨石测同位素只能草草写完了,问题的关注数挺少的也不懂这种东西真的有人感兴趣吗,哎有人看再详细补充好了,码字不易求个赞和专业认同咯。