这是一部关于陨石的“天方夜谭”

2021-06-30 07:42张勃
世界博览 2021年10期
关键词:陨石坑陨石小行星

张勃

当地时间2018年9月3日,巴西里约热内卢,在巴西国家博物馆大火中安然无恙的陨石。

“1I/2017U1——Oumuamua”,意为“第一位来自远方的使者”。2017年10月19日,人类有史以来首次发现来自太阳系外另一个星系的神秘星际访客。然而,来自天琴座方向的它之后最终还是朝着飞马座方向离开太阳系,并且再也不会返回。“你好,再见。”我在想,如果改变轨道,如果穿透大气层,如果撞击地球,如果砸出陨石坑,如果找到陨石……

陨石与地球的“羁绊”

在人们的诠释和想象中,陨石常被视为生命起源的象征,这并不是空穴来风。生命可能起源于太阳系之外,早于地球诞生时期。有生源说理论认为,当太阳系诞生时,已存在类似细菌的生物体,或者来自银河系其它星球更古老的简单核苷酸分子,它们可以搭乘小行星和彗星碰撞地球,从而实现生命物种的繁衍。几类碳质球粒陨石中存在的蛋白质、核糖和核糖核酸(RNA)等有机物或许能为这一理论提供支持。磷元素正是脱氧核糖核酸(DNA)或RNA的重要组分,地球表面的磷化物大部分来自于陨石。一种理论认为,宇宙中的首个遗传密码的结构可能是一样的,它需要的不过是相对温暖的陨星和足够的尺寸。这些基本构造可能在足够大的陨星的温暖内部形成。这一进程被称为“递进式进化”,在36亿年前的基因进化中达到顶峰,一切复杂生命均由共同的祖先生成。

巴林杰陨石坑位于美国亚利桑纳州沙漠中,是地球上第一个被确认的陨石坑。

陨石不仅可能带来生命,也可以毁灭生命。在电影《绝世天劫》《天地大冲撞》中,人们不仅表达了对这种灾难的担忧,并想尽一切办法阻止庞大陨石和小行星对地球毁灭性的撞击。但现实中,这种威力的巨大是不可逆转的。6500万年前,一颗直径12千米的小行星撞入了如今墨西哥湾尤卡坦半岛希克苏鲁伯镇附近的海中,砸出一个直径180千米的陨石坑,释放出的能量是广岛和长崎原子弹爆炸的10亿倍,导致统治地球长达1.6亿年的恐龙时代突然终结,同时还致使地球上3/4的物种灭绝。

距今32.6亿年前,地球晚期大轰炸尾声,在南非巴伯顿绿石带,一个直径为37—58千米的不速之客,以每秒20千米的速度撞上地球,形成一个直径差不多500千米的撞击坑。科学家认为那次撞击形成了南非巴伯顿绿石带地区的地质特征。

小行星、火流星和陨石,是一段前世今生的故事。在太阳系中,火星与木星之间有一个小行星带,其间聚集着大量小行星。它们会因为轨道的变化而脱离小行星带,继而有可能与地球产生交集。成功被地球引力捕获的小行星就会陨落,在大气层的阻力摩擦下成为一颗火流星。目前人类发现的大多数陨石都来自这个小行星带,也有极少数来自火星和月球的陨石。在地球45亿年的时间里,不同时期、不同地点有很多关于小行星撞击留下的证据。

巴林杰陨石坑是地球上第一个被确认的陨石坑,地球约45亿年的年龄也是因研究巴林杰陨石而进一步确定的。迪亚布洛峡谷(Canyon Diablo)有着一个非常电竞化的中文名“暗黑峡谷”,而巴林杰则是其所属陨石坑的官方命名,它位于美国亚利桑那州沙漠中,旨在纪念其发现者、美国地质学家丹尼尔·巴林杰。距今大约5万年前,一颗直径40米左右、重约30万吨的小行星以每秒12千米的速度撞击地球,撞出一个直径约1300米、深约180米的陨石坑。科学家曾一度认为它是一个死火山口,直到1903年,美国地质学家巴林杰提出它可能是个陨石坑,并买下了這块土地的产权。随后巴林杰带领团队进行勘探,很快就发现了一块重达639千克的铁陨石。可好景不长,由于勘探陨石坑几乎没有回报,巴林杰险些破产,1929年他因病去世,后来他的妻子和孩子们为开发陨石坑成立了公司。时至今日,巴林杰陨石坑已成为美国西部旅游的打卡圣地,而美国亚利桑那州立大学则接收了美国陨石先驱哈维·尼宁格(Harvey Nininger)博士大量的迪亚布洛峡谷的陨石旧藏。上世纪50年代,因发现苏梅克列维彗星而名声大震的天文学家苏梅克多次去巴林杰陨石坑实地考察,发现它的地貌与美国地下核试验场的地貌惊人一致,为日后科学界广泛接受的“陨石撞击说”奠定了基础。

2013年2月15日,一颗小行星撞击俄罗斯车里雅宾斯克,造成1000多人受伤,近万栋建筑物不同程度受损,造成几十亿卢布经济损失,当时一度成为全球新闻的焦点。为了纪念这一历史性天文事件,车里雅宾斯克州特别设计制作了“奥运陨石金牌”,并在2014年2月15日的索契冬奥会上颁发,这天也是车里雅宾斯克陨石降落事件发生一周年。凡是在这一日进行的比赛项目中获得冠军的运动员,都可以额外获赠一块在中心镶有陨石碎片的纪念金牌。

陨石撞击也可能为地球带来“礼物”。世界最大的钻石矿不是在南非,而是在俄罗斯,并且是拜地外天体撞击地球所赐。上世纪70年代,苏联地质学家在西伯利亚东部一片直径超过100千米的陨石坑下面发现了一个空前巨大的钻石矿,它是“冲击钻”。“珀匹盖陨石坑”矿场的直径约为56千米,迄今已有约3500万年的历史。

为纪念俄罗斯车里雅宾斯克陨石坠落事件,2014年的索契冬奥会特地制作了“奥运陨石金牌”,金牌中间镶嵌着一颗陨石碎片。

為纪念俄罗斯车里雅宾斯克陨石坠落事件,2014年的索契冬奥会特地制作了“奥运陨石金牌”,金牌中间镶嵌着一颗陨石碎片。

2013年10月16日,潜水员从俄罗斯车里雅宾斯克湖里打捞出一块重约570千克的巨型陨石碎片。

被视为宗教圣物的陨石

陨石作为天外来客,不可避免地被渲染上神秘的色彩。当它带着刺眼的光芒划破天际,并伴随着震耳欲聋的轰隆声惊天动地的时候,便引发了我们先祖对它的神往与崇敬。在许多民族的文化、宗教里,都会将陨石视为圣物。根据《希伯来圣经》传说,黑石(陨石)从天(天堂)而降,形成圣坛(陨石坑)。在那里,亚当和夏娃完成了他们首次祭祀。

保罗被基督教史学家公认为基督教的第一个神学家,梵蒂冈将他封圣,尊称使徒保罗。他曾一度是基督教的反对者,却最终成为了基督教“第二个创始人”。相传他的转变源自古代一颗撞击地球的陨石。《圣经》记载,保罗在前往叙利亚大马士革的旅途中,耶稣在异象中同他讲话,令他从此改变了宗教信仰。天上突然闪过了一道光,那道光非常强烈,他整整失明3天,同时听到了天上雷鸣般的声音,或者说是一种神圣的声音,他的同行者被这一事件击倒在地,那被认为是来自天堂的奇迹。这是他一生的转折点,也改变了基督教的历史进程。

1939年5月,美国,孩子们坐在美国自然历史博物馆海登天文馆的威拉米特陨石上。

上图:在许多民族的文化、宗教里,都会将陨石视为圣物。下图:在图坦卡蒙陵墓木乃伊身边存放的文物中,有一把雕刻着精致花纹并配有黄金刀鞘的匕首,保存得非常完好,几乎没有锈蚀。研究人员发现,其刀刃是用陨铁制成。

陨石制具或始于千年前

目前许多证据都表明,人们在几千年前就掌握了利用陨铁的工艺,来制造工具和工艺品。近100年前,当人们在埃及沙漠中发现图坦卡蒙陵墓时,发现了里面的稀世珍宝。2016年,埃及和意大利的研究人员发现在木乃伊身边的文物中,有一件似乎真的不属于我们这个星球。这是一把匕首,上面雕着精致繁复的花纹,还配有一只金子制成的刀鞘。研究人员利用X光扫描技术对这种金属的组成进行了分析,这把匕首的刀刃保存得非常完好,几乎没有锈蚀,其中的镍含量很高,还含有少量的钴和磷。经比对,该刀刃的化学组成与一颗名叫“Kharga”的陨石相一致。“Kharga”陨石发现于2000年,在亚历山大城以西大约240千米的马拉玛特鲁高原上。研究人员表示,在公元前1300年左右,古埃及用象形文字组合“天空之铁”来代表铁的类型,也许早在公元前13世纪,他们就已经意识到了这些罕见的铁块是从天空中掉下来的。

2017年,米兰理工大学教授发现埃及胡夫金字塔密室中或许藏有“陨铁王座”。在研究公元前2400年左右雕刻在金字塔上的古埃及宗教经文后,考古学家称,“王座的材质并不是普通的铁,而是陨铁,也就是一颗从天而降的铁陨石。” 根据金字塔上宗教经文描述——“法老王在到达北方之星前,将穿越数个‘天空之门,并坐上他的‘铁之王座 ”,研究人员在胡夫金字塔中发现了一个巨大的中空结构,若想进入密室,必先经过一条长长的通道,他们猜测法老王的王座就在这个密室内。

德国的一支探险队曾在中国西藏发现一尊至少有1000多年历史的古老佛像,来源于11世纪,所代表的文化据信介乎佛教和前佛教时期的苯教文化之间,它是当时已知的唯一一尊使用陨石做成的人形佛像,重10千克,高24厘米。德国斯图加特大学的研究小组发现,佛像是由一种罕见的富镍“Chinga”(钦加)未分类铁陨石凿刻而成,其坠落在地球上的时间大约在1.5万年前,地点位于蒙古和西伯利亚的交界处。这项研究成果发表在《陨石学与行星科学》期刊上,研究还认为这块陨石在很多个世纪之前就被人收藏过。发现佛像的探险队当时受雇于纳粹盖世太保,历史学家认为,纳粹之所以资助探险队,是因为他们相信能够在中国西藏找到雅利安人的起源。

古人用火的行为或许最初源于自然界的火种,而古人使用纯金属作为武器的行为最初是否源于天外来客呢?1576年,西班牙殖民者在穿越坎波德尔谢洛平原的探险途中偶然发现了半露地面的神秘金属,传说这类神秘金属早在史前时代就存在于此,印加土著用它来打造武器。殖民者继续探险,不以为然。时光流逝,198年过后,又有多支欧洲探险队相继踏上坎波德尔谢洛平原,再次无意间发现土层中埋藏的神秘金属。幸运的是,这次他们将部分取样运回伦敦送往英国皇家学会研究,随后的分析报告指出该神秘金属为铁镍合金,再无下文。20世纪60年代,阿根廷与美国组成联合科考队重新对坎波德尔谢洛平原进行全面考察,随后发现陨石坑与散落带,最终确认该铁镍合金来自外太空。据推测,大约在距今4000—5000年间,一颗重达800吨的小行星撞击地球,波及南美大陆320平方千米范围,破坏力惊人,小行星的大部分在剧烈的大气层摩擦与地表冲击后爆炸气化,少量核心砸入地下,可想而知当时的陨落场景有多震撼。至此,长达将近4个世纪的神秘金属谜团也终于解开。

从发现到收藏:各大洲镇馆陨石巡礼

经过一个多世纪的积累,我们今天可以在各大洲的博物馆中见到很多珍贵的陨石实物,其中有些陨石从发现、研究到收藏的整个过程都十分曲折离奇,故事足以让编剧写出一个剧本来。

北美洲的“Willamette”陨石是有史以来在美国发现的最大陨石,重约15.5吨,世界排名第6位。它或许是世界上法律争议最多的陨石,从被发现开始就伴随着不断的争议。1902年,在美国俄勒冈州,一位矿工偶然发现这块大半裸露于地表的铁块,并判断其很可能是铁陨石,便颇费周章地将其运到了自己的住处。此事被铁陨石原本所属地的俄勒冈钢铁公司发现,派出律师将其告上法庭,最终矿工败诉,陨石的归属权最终判给陨石发现地的土地所有者。1905年,威廉.道奇花费2.6万美元将北美地区最大的陨石收入囊中,随后捐赠给美国自然历史博物馆。但事情并没有完。在这块重达15吨的威拉米特铁陨石所在地并未发现陨石坑,研究人员判断其第一陨落点很可能位于蒙大拿州或加拿大西部,在1.3万年前末次冰河时期被大洪水一路冲到威拉米特山脚下。威拉米特山本是美国印第安原住民聚集区,而印第安人早就知道这块石头是天外来客,一直将其奉为圣物,他们认为陨石收集到的雨水具有净化与治愈的能量,每当狩猎之前都要围绕陨石进行祭祀活动。最后美国法律规定,如果美国自然历史博物馆不将其展出,就必须归还给当地的印第安原住民,而且展出期间允许他们每年在馆内进行一次祭祀活动。经历曲折的威拉米特铁陨石曾多次遭遇偷盗切割,如今流通于世的部分标本也很难考证其真正来源。坐落于纽约的美国自然历史博物馆收藏有很多的全球重量级陨石,包括美国本土巴林杰陨石坑主体陨石、格陵兰岛约克角主体陨石等。但无论如何,威拉米特铁陨石都是美国自然博物馆的引流重器,是绝对的镇馆之宝。

阿根廷“Esquel”陨石颗粒大、晶体色泽绿黄、内部切面透光艳丽、金属稳性强、石铁角砾结构分明,被尊奉为橄榄石石铁陨石之王。

2018年8月25日,上海天文馆举行新闻发布会,展示了西双版纳陨石雨中最大的主体陨石坑。该陨石坑由本文作者参与捐赠。这是中国首次完整回收陨石坑,首次获得西双版纳目击陨石全记录实证。通过陨石坑,可以反演陨石降落前的飞行速度、方向等重要信息,具有十分重要的科研价值。

阿根廷的“Esquel”陨石被尊奉为橄榄石石铁陨石之王,它与阿尔及利亚的“Golden”、智利的“Imilac”、中国的阜康陨石一起,被陨石收藏界公认为世界四大顶级橄榄石石铁陨石,而“Esquel”陨石位居四大之首。1951年,在阿根廷巴塔哥尼亚的丘布特,当地一位农民在开垦农田时无意间挖出一块石头,重约755千克。由于该地区从未发现过类似半金属质地的石头,石头被发现者带到了布宜诺斯艾利斯,之后这个消息不胫而走。时光流逝,上世纪90年代初,美国著名陨石收藏家罗伯特·黑格摸到线索后慧眼识宝,将其买下并运回美国。由于在当时的美国找不到最好的切割方法,黑格为了探究陨石内部神秘,就将其运往德国,托圈内好友、德国著名陨石收藏家阿希姆·卡尔为其切割。历时数月,神奇的一幕最终发生了——“Esquel”陨石以其橄榄石颗粒大、晶体色泽绿黄、内部切面透光艳丽、金属稳定性强、石铁角砾结构分明,震惊全球陨石界。据可靠消息,由于陨石的整体外形限制,当时最大的切片仅个位数,之后的几十年间陆陆续续被全球几家顶级博物馆和不愿意透露姓名的富豪收购。值得一提的是,经过将近30年的收藏、过渡、传承,其中一片大切片将在预计2021年6月开馆的全球最大天文馆——上海天文馆向公众展出。而另一片大切片经过多方运作也最终花落上海,被笔者所在的陨石工作室收入囊中。

大约1万多年前,一场神秘的陨石雨降落在格陵兰岛。世界许多古老文明都对陨石存在特殊崇拜。格陵兰岛上的因纽特人把铁陨石打磨后插在独角鲸牙齿上作为鱼叉捕猎。这件事最早于1818年被英国探险家发现,他们从因纽特人口中得知铁陨石发现于格陵兰岛的萨维鲁鲁克,但前后历时5年、几经寻找均告失败。直到76年后,从1894年至1897年,在因纽特人的带领下,美国著名探险家罗伯特·皮尔里克服重重困难,耗时3年将发现的3块陨石“Ahnighito”“Woman”“Dog”运抵美国自然历史博物馆永久馆藏。此后,更多探险家闻风而至,寻找陨石的探险从未落幕。1913年和1961年又分别发现2块陨石——“Savik I”和“Savik II”。1963年,在格陵兰岛西北部梅尔维尔湾的阿格帕利克半岛,丹麦哥本哈根大学的研究团队发现约克角陨石雨的第6个组成部分“Agpalilik”,重约20吨,现为哥本哈根大学博物馆收藏。为了研究“Agpalilik”铁陨石内部的维斯台登结构,哥本哈根大学博物馆将其局部切割,内部的铁纹石、镍纹石和陨硫铁等金属矿物纵横交错,呈现出一张视觉奇妙的切面图,而这些特殊矿物是在地球上无法找到的。在此后将近60年间,哥本哈根大学博物馆为了丰富陨石藏品,将个位数的“Agpalilik”陨石局部大切片与欧美陨石收藏家进行互换。官方陨石博物馆与私人陨石收藏家在进行藏品交换的过程中往往都会附有一份历史档案,为的是传承有序。时至今日,哥本哈根大学博物馆已经关闭了对外交换陨石的可能,而流传于世的仅有的几片大切片也已成为绝世孤品,去向神秘。

1911年,一位名叫肯特的铁路工人在西澳大利亚纳尔拉伯平原工作时意外发现一块铁疙瘩,“Mundrabilla”铁陨石由此问世。1966年3月,在西澳大利亚州际铁路以北的纳尔拉伯平原,地质学家威尔逊和库尼在进行地质调查时发现2块半裸露地表的巨大铁块,相距约180米,分别重约12吨和5吨。较大的1号个體现馆藏于西澳大利亚博物馆,而较小的2号个体则馆藏于南澳大利亚阿德莱德地质局。1979年,在1号个体和2号个体发现地以东约20千米处,又发现另外2块较大的个体——3号个体和4号个体,分别重约840千克和800千克。与众不同的是,“Mundrabilla”铁陨石中存在低温超导现象,这意味着陨石也是寻找天然超导体的绝佳对象。2017年,北京天文馆征集了一块“Mundrabilla”铁陨石,重约500千克,是美国著名陨石收藏家罗伯特·黑格的早年私藏。2018年,上海天文馆征集一片“Mundrabilla”大切片,该大切片源自西澳大利亚博物馆,切割自约5吨重的2号个体。据可靠消息,该2号个体切出的大切片大部分馆藏保留,少数几片为了交换博物馆级陨石而流通外界,成为绝对终极藏品欲求无门。

陨石从太阳系到进入博物馆,走过很长的旅途,也经过多代人的努力。或许是这背后的故事,为每块陨石赋予了更为特别的意义和价值。

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