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隕石是什么？我參觀并研究他們在我們星球上留下的隕石坑

隕石


隕石是什么？我參觀并研究他們在我們星球上留下的隕石坑


由隕石撞擊行星表面造成的撞擊坑是最基本的宇宙過程之一 。信用:Eshma/Shutterstock
據The Conversation（伊麗莎白·科瓦列娃）：據我們所知，成千上萬顆小行星正在我們的太陽系中漫游 。這些是由金屬、硅酸鹽和冰組成的建筑塊，是在時間之初行星(水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星)及其衛星聚集時遺留下來的 。
在大多數情況下，小行星安靜地繞著太陽運行——但有時它們會相互碰撞，或者與行星及其衛星碰撞 。撞擊行星表面的小行星被稱為隕石 。當隕石以每秒10公里到70公里的超高速移動時，碰撞會釋放出巨大的能量波，并在行星表面的適當位置留下一些東西 。
這些隕石或撞擊坑看起來像傷疤 。一些行星比其他行星坑坑洼洼:月球上有成千上萬個隕石坑，但地球上只有200個已確認的隕石坑 。這有幾個原因 。首先，隕石在到達表面之前會在我們的大氣層中減速甚至燃盡 。其次，地球的70%被水覆蓋——我們只能在陸地上看到環形山 。地球也有構造板塊 ， 它們移動并不斷更新地表 。
我是研究撞擊坑的地球科學家 。我已經參觀了地球上10個已確認的隕石坑 ， 這些地方多種多樣，包括亞馬遜叢林、北極圈、中歐和南非 。我甚至研究了阿波羅任務收集的月球樣本 。
撞擊坑是最基本的宇宙過程之一 。它通過吸積(質量的積累)負責行星體的增長 。例如，月球是年輕的地球和一顆更小的行星忒伊亞碰撞的結果 。
已經證明恐龍滅絕是由大規模撞擊事件造成的 。因此，研究撞擊坑可以拓寬我們對地球演化和生命以及它可能的未來的理解 。
研究撞擊物
在奧地利維也納大學完成博士論文答辯后，我搬到了南非的自由州省 。最近的、最有趣的地質遺址是Vredefort撞擊坑 。它是世界上最古老和最大的已知撞擊結構，可以追溯到大約20億年前，直徑在180公里到300公里之間 。
我和其他研究人員每年都會去幾次弗德福特，收集各種數據 。撞擊坑研究幫助我結合了我的兩大愛好——變質巖石學(巖石如何從一種類型轉變為另一種類型)和礦物變形(它們如何在壓力下改變形狀和結構) 。
那么，撞擊坑形成后會發生什么呢？在隕石撞擊行星表面的那一刻，強烈的熱量(達到數千攝氏度)和壓力(數百萬個大氣壓)的結合 。隕石被摧毀，部分目標蒸發 。
那個碰撞點就是眾所周知的撞擊坑 。它周圍和下面的地面充滿了被稱為撞擊巖的巖石 。這些在其他任何地方都找不到:撞擊物不是由任何自然過程形成的，而是由隕石撞擊形成的 。獨特的變形特征在已經存在于行星表面的礦物中形成 。
有時，會發現新的礦物，例如柯石英和鐵閃石，它們是石英的高壓變體，以及鈣閃石，它們是鋯石的高壓變體 。另一個是撞擊鉆石，叫做朗斯達雷特 。
尖端技術
當然，研究撞擊物并不像用肉眼觀察或放在傳統顯微鏡下觀察那么簡單 。一種稱為透射電子顯微鏡(TEM)的技術正在推動該領域的最新研究 。它已經使用了幾十年 ， 但近年來，它的質量和精度有了很大的提高 。
TEM是一種以難以置信的高分辨率觀察撞擊巖的微米和納米結構的方法 。使用薄的、特別制備的樣品，小到幾納米的特征——大約是人類頭發直徑的1/10000——可以根據它們的組成、形狀、晶體結構以及與周圍環境的關系來表征 。晶體中的單個分子及其圖案可以被識別和成像 。我們甚至可以通過分析分子的排列來確定我們正在看的是什么礦物 。
這項技術為撞擊巖研究打開了一扇全新的大門 。我們的小規模分析將揭示更多宇宙的巨大秘密 。