导言
陨石是来自地球以外自然降落的岩石、金属,或岩石与金属的聚合物质。由于陨石在高速下落的过程中与大气层剧烈摩擦会产生光芒和噪声,这一系列自然现象容易引起地面人群的注意,所以自古以来各国的史籍中都不乏关于此类事件的记载。中国首部编年体史书《春秋》中就有关于陨石降落现象的描述,传世至今最早的目击降落陨石是公元861年陨落于日本的Nogata(直方)陨石。
1794年,德国人Ernst Florens Friedrich Chladni分析了世界各地发现的一些天然铁块,并总结了发生在欧洲的几次陨石降落事件,出版了On theOrigin of the Pallas Iron and Others Similar to it, and on Some Associated Natural Phenomena一书,正式提出了陨石来源于地球以外的观点,由此引出了陨石具有不同质地(即不同种类)的客观事实。该书的出版被视为人类以科学方法研究陨石的发端,Ernst Florens Friedrich Chladni因此被誉为“陨石学之父”。
Ernst Florens Friedrich Chladni(1756—1827)
可以说从那时起,陨石分类就一直是陨石研究、科普和收藏过程中涉及的核心问题。为了寻找这个问题的终极答案,科学家们对外通过发射人造探测器、利用光谱望远镜等手段来了解太阳系内其他天体的物质组成;对内通过研究陨石中的矿物、化学元素及其同位素组成等微观世界来反向推导陨石的形成、演化过程和不同陨石之间的亲缘关系,从而将不同的陨石做成因上的划分,并最终确定它们分别来源于哪一颗或哪一类母体,进而探索不同母体的形成环境与所处位置,揭示太阳系的早期状态和发展演变过程。陨石的母体有可能是太阳系内的大行星,如火星;可能是行星的卫星,如月球;也可能是小行星,如灶神星;还有可能是在太阳系早期演化过程中已经湮灭了的未知天体。
本书以国际陨石学会下设的命名委员会当前使用的陨石分类体系为框架,将陨石分类的相关知识以及各分类项下的陨石降落(发现)事件作为主要内容,以期达到理论与史实相对应、知识与故事相结合的科普效果。按照当前的主流观点,书中以陨石是否经历过完整的行星分异过程为标准将陨石分为三大集群:未分异陨石、分异无球粒陨石和原始无球粒陨石。每个集群之下从宏观到微观依次以类(Class)、族(Clan)、群(Group)、亚群(Sub-group)作为层级区分。本书中所称的“品种”不等于“分类”,将一次陨石降落视为一个陨石品种,例如Jilin(吉林)与Juancheng(鄄城)的陨石分类都是普通球粒H5,但它们分别于不同的时间降落在不同的地点,因此属于两个独立的品种。另外,根据后续的写作和出版计划,降落在中国境内的陨石会单独成册以便具体详述,因此本书中将不包含中国的陨石降落(发现)故事。
现行陨石分类总体架构图
第一章
未分异陨石
未分异陨石(Undifferentiated meteorite),直径为亚毫米级至厘米级的硅酸盐球粒是这一集群陨石的标志性特征(岩石学类型为1型和7型的除外),因此又被称为球粒陨石(Chondrite meteorite)。陨石主要由球粒、难熔包体、富含铁镍金属以及硫化物的矿物颗粒、细粒基质等组成。其中,钙铝难熔包体是太阳系中形成年代最早的固体物质之一,因此常被用作确定太阳系物质形成的起始时间点。同位素年代学研究结果表明:在约45.6亿年前,上述的颗粒物质在太阳系原始星云盘中以低速碰撞、相互吸积的方式逐渐形成了球粒陨石的母体。
球粒陨石中的球粒特写(Bjurböle,李博方藏品、摄影)
随着母体的体积逐渐增大,短寿命放射性核素(如