漫话陨石与陨石坑（9）
胡经国
十八、陨石与陨石坑的研究意义
1、陨石研究简史
陨石陨落是一种壮观的自然现象，从远古时候起就引起人们的注意。根据古籍记载，中国在距今约4000年前的夏代，已有关于陨石雨的传说；春秋战国时期，已有关于陨石陨落的文字记录。
1794年德国克拉尼E.F.F.Chladni）在一本书中指出某些天然铁块不是地球产物而是宇宙物质。但真正的科学研究工作，是从1860年左右，偏光显微镜等新测试技术应用于陨石研究之后才开展起来的。1863年，罗泽G.Rose）提出了陨石的系统分类方案。此后，各国地质学家、化学家、物理学家、地球化学家和天文学家等对陨石做了许多研究工作，积累了丰富的资料。20世纪60年代以来，由于空间探测的进展，新的测试分析技术（如电子探针、质谱和中子活化技术等）的普遍应用，陨石研究工作取得了丰硕的成果。近年来相继降落的墨西哥的阿连德碳质球粒陨石雨、中国的吉林陨石雨和在南极洲发现的5000多块陨石标本，对陨石研究起了很大的促进作用。
中国的陨石研究工作是在1961年以后逐步开展起来的。1976年以来，经过对吉林陨石雨进行多学科的综合研究，于1977年8月召开了吉林陨石雨专题学术讨论会，接着出版了《吉林陨石雨论文集》。在此基础上，又开展了其陨石的矿物学、岩石学、化学成分、同位素年代学、宇宙成因核素、热历史等内容的综合研究1980年10月成立了学术团体──陨石学及天体化学专业委员会，制定了《中国陨石收集与保护条例》。
除月球样品和少量的宇宙尘外，陨石是可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样品。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已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。
科学家，地球每天都要接受5万吨“礼物”。大多数在距地面10到40里的高空就已燃尽，即便落在地上也难找到。它们在宇宙中运行，由于没有其它的保护，直接受到各种的辐射和灾变，而其本身的放射性加热不能使它有较大变化。所以本身的记录是可靠的。研究有着相当广阔的领域，比如高能物理，天体演变，，生命起源。
近来，科学家在亿年前的陨石中大量发现原核细胞和真核细胞。科学家断定，在宇宙中甚至太阳系在45亿年前就有生命存在。在含碳量高的陨石中还发现了大量的、、，和11种等有机物因此，人们认为地球生命起源与陨石有相当大的关系。
3、关于火星陨石的研究火星陨石中发现含细菌化石
美国国家航空航天局（）的科学家们最近又拿出新证据，证明地球的邻居火星上的确曾有生命存在他们在万年前落到地球上的一块火星陨石中发现了石化的简单细菌。有望正式宣布这些研究结果。这个消息也许能给怀有移民火星梦想的人们增添一份信心。
据英国媒体月报道，科学家们的新证据是从一块年在南极洲发现的火星陨石中找到的。据介绍，这块被命名为艾伦希尔斯的陨石是火星表面的岩石可能受到彗星或小行星撞击后飞向地球途中经过了万年的时间，落到地球上的时间距今已经有万年。该陨石的化学与人类在世纪年代采集到的火星大气样本分析相符合，因此可以断定其来自火星。
科学家们在这块陨石中发现了蠕虫形态的结构，并推测这极可能是石化了的细菌。这些细菌是在陨石表面以下发现的这说明它们是在陨石抵达地球时已经存在，而不是在后来的岁月中被地球上的细菌入侵生成的。此前曾有不少人持这种观点，认为这些细菌形态的物质可能是地球细菌侵蚀生成。约翰逊航天中心科学家戴维·麦凯说：“这是火星上有生命的非常强有力的证据。”
早在年，麦凯和其他一些科学家就曾指出，这块陨石中的微化石可能是生命的证据不过许多人对此观点持怀疑态度，认为这些类似生物的结构也许不是生物。
现在，麦凯等科学家利用高清电子显微镜等设备进行了进一步研究，得出新的结论。他们重点关注了陨石表面几层的磁性晶体结构这里面包含有简单的细菌形态结果发现，这些结构中的部分在化学形式方面与细菌的组成一致。
此外，科学家们还从这块陨石中发现了火星上存在液态水的证据，证明这颗红色星球在过去也许曾经有着适合生命生存的条件。美专家支持陨石将生命转移到地球的假说
美国研究人员发现一块火星陨石在坠落到地球的过程中内部保持着能够维持生命的温度。这一发现支持了地球上生命有可能来源于太空的说法。
令研究人员感到兴奋的是，该陨石虽然在进入地球大气的时候像个火球，但其内部并没有产生可以破坏细菌、种子或真菌的高温。领导这项研究的加州理工学院研究生本加明韦斯及其同事在一期《科学》杂志上说，其它研究曾认为，火星岩石可以在一年内从火星落到地球，而有些活着的微生物能够在太空中生存几年这进一步说明陨石转移生命的可能性是存在的。
由于一定的热量可以改变岩石磁性，因此韦斯和同事将岩石逐渐加热，并用一种叫做超高分辨率扫描超导量子干涉仪显微镜的装置检测陨石样本的磁性。检测表明，将陨石样本加热到40摄氏度时才会减弱它的某些磁性特征这说明陨石从脱离火星表面前一直到现在，其内部温度从来没有超过40摄氏度。这一温度不能杀死大多数细菌或真核生物，意味着陨石在太阳系行星间转移生命的假说是可能成立的。
这块土豆大小陨石发现于南极洲，它的号为ALH84001”。1996年，美国宇航局声称在这块陨石上找到了细菌留下的化学痕迹。据推测，这些细菌有可能早在陨石落到地球前就存在于其中，也有可能是后来附在石上的。
韦斯说，他们的研究虽没有证明这块陨石确实将生命带到了地球，却为地球上的生命有可能源自太空的假说提供了依据。计算机模拟表明，自从火星和地球形成以来，火星上有大约10亿吨岩石落到了地球上。科学家认为，火星在一段时间里曾经具备生命所需的所有条件：阳光、有机分子和液态水。
4、古老陨石中发现有机物
据俄罗斯《纽带》网5月报道，美国卡内基研究所的科学家们日前在一块古老的陨石中发现了有机物存在的证据。据悉，该陨石的年龄几乎与太阳系相当。此前专家们也曾在偶然落入地球大气层的星际尘埃中发现过碳化合物，但它们的形成时间均在4.510亿年之间。
通过分析陨石中氮和氢同位素的比例，科学家们最终确定出了其中碳化合物的形成时间。氮-15和氘即氢-2的剩余量表明，该陨石的形成时间几乎与太阳系相同。专家们指出，通常情况下，陨石在飞行过程中会受到各种宇宙粒子的侵袭，导致它们中那些最原始的物质遭到破坏。而新近发现的这块古老陨石由于受到硅酸盐外壳的保护，才使得其中的原始物质得以保存下来。
科学家们由此认为，那些更大的天体例如小行星中可能也包含有原始的有机分子。而在此之前，专家们普遍认为只有彗星和星际尘埃中包含有有机分子。到现在为止，美国的“星尘”号探测器已成功采集到了部分彗星物质并将它们送回了地球。
陨石与人类有何关系呢？我们都知道，是古代一种大型爬行动物如果中生代末期它们不灭绝，那么处于蒙昧时代的古猿至少没有机会变成现在的人。恐龙是怎样灭绝的呢？科学家们发现，在第三界沉积层一层厚约几十的白色粉末那是地球上极为罕见的氨基酸。因此，他们推断：6500万年前一颗直径约10公里的与地球相撞撞击后的巨大爆炸使大多数恐龙立刻死去爆炸后的粉笼罩在大地上空，数年之久，温骤变，致使恐龙无一幸存恐龙的灭绝却给其它新生动物带来了生机，比如哺乳动物的出现，也被迫走出森林。
陨石促成了人类的产生陨石的影响，促进了生物的产生进化发展但陨石也会带来毁灭人类的危害性。如入大西洋海底的古文明大陆大西洲因为它正处于大西洋巨型陨坑的边上创造出灿烂的玛雅文化的古印第安人之所以突然失踪，也是因为在他们那里时常有陨石出现。
在不断发展的今天，身外是个充满神奇的世界，同时也充满着危险。如l989年3月23日，一颗相当于几千颗广岛原子弹威力的与地球擦身而过它下次光临是2015年到时是否相撞，只能由事实去证明但是不能让过去的悲剧重演，坐以待毙抓紧一切时间，去了解它，征服它直至利用它。相信，不久的将来一定会。陨石坑价值
几乎所有具有固体表面的行星和卫星有陨石坑。在有些天体上陨石坑的可以被用来确定相应的表面地区的形成年代。
天外来客与地球亲密接触后的吻痕陨石坑，同样有着重大价值。它对研究地球的形成和演化，古气候、古环境和古生物变迁，以及成岩成矿作用等等，具有重要的科学意义。某些保存良好的陨石坑就因其特殊的科学内涵和自然景观，被开发成为自然科学博物馆、世界自然遗产和旅游胜地。
不是每一个人都是科学家，都关心天体与地球科学但对于普通人而言，这些宇宙运动的遗迹，简单直接地向我们展示了人类与太空之间的某些关联。为地球月球水星火星及其卫星表面圆形坑和环形山构造的击成因假说找依据，从而确定陨石坑的存在时间和分布情况。同时为研究巨大的撞击，对地球和其星球的形成原始热和自转轴变迁的影响，以及为研究岩浆活动突变事件和星球演化提供宝贵的资料。对矿物和岩石冲击变质的研究，将进一步丰富岩石学、矿物学、结晶学和高温高压地质学的内容，并为了解地幔物质性状和物理化学特点，即为地球深部的研究提供参考依据。也可以从冲击效应特征推定岩石受轰击时的温度和压力历史，从而，对于了解地面及地下核试验和人工爆破的威力破坏半径，以及对工程防护和对金刚石等矿物的合成具有一定实用意义。由于巨大击能引起岩浆上升、侵入和成矿，因而出现了把外来作用地球深部作用联系起来的新成岩成矿理论。究地表陨石坑的分布形态、锥度特别是受到击以后的，可直接推断下降时的方向、速度、质量以及烧蚀破裂情况，为宇宙飞船软着陆提供依据。撞击地球，对地球生态极大影响。小行星碰撞说认为大约在6500万年前，一颗直径为的小行星与地球相撞猛烈的碰撞卷起了大量的尘埃，使地球大气中充满了灰尘并聚集成尘埃云厚厚的尘埃云笼罩了整个地球上空，挡住了阳光，使地球成为“暗无天日”的世界这种情况持续了几十年。缺少了阳光，植物赖以生存的光合作用被破坏了，大批的植物相继枯萎而死身躯庞大的食草恐龙每天要消耗几百几植物，它们根本无法适应这种突发事件引起的生活环境的变异，只有在饥饿的折磨下绝望地倒下；以食草恐龙为食源的食肉恐龙也相继死去。1991年美国科学家用放射性同位素方法，测得墨西哥湾尤卡坦半岛的大陨石坑直径约180公里）的年龄约为6505.18万年。从发现的地表陨石坑来看，每百万年有可能发生三次直径为500米的小行星撞击地球的事件。更大的小行星撞击地球的概率就更小了。
最著名的事件6500万年以前一颗巨大的落在今墨西哥的尤卡坦半岛上。无比的冲击力大量灰尘大气层，遮蔽了阳光，降低了植物的光合作用，进而造成全球各地生态系统毁灭性效应，令地球上的大部分生物包括恐龙灭绝。之后哺乳类动物兴起，才有人类文明的发。恐龙是地球上出现过的最大的陆地脊椎动物。它们突然灭绝的谜团看来已经被慢慢地揭开。原因可能是因为6500万年前有一颗小行星撞了墨西哥尤卡坦半岛。美国最近的计算机模拟也表明了这一点。直到12年前，这个巨大的陨石坑才被发现。从2001年12月起，德国波茨坦地理研究中心开始了这方面的研究。这个天体可能以相当于100亿颗原子弹的冲击力在地球表面撞出了几公里深的裂缝。撞击的碎片纷纷散落，引起了强烈地震、海啸、大洪水和大火灾。这次撞产生的大量灰尘和气体混合到大气中，遮天蔽日，使气候出现反常。先是大火，再是冰川期，接下来又是难以忍受的炎热。这场生态灾难造成了植物群和动物群的灭绝，其中包括恐龙。
科学家约6500万年前落地球的导致了地球上许多动植物的灭绝。据估计直径为10的在白垩纪后期击中了地球，导致了恐龙的突然灭亡这些巨大的爬行动物在统治地球长达数百万年后，在接下来的第三纪中让位小型的哺乳动物。
全世界那个年代的中不同寻常地富含元素。这种物质在地球上很稀有，但在陨石中含量丰富所以粘土中的铱被认为是这次撞击释放出来的。能够以许多方式导致物种的灭绝。如果它落入海洋，会导致，巨大的潮汐海浪高达100米。一些研究表明海洋冲积层与在此时巨浪的通过是一致的。撞击能把大量抛大气层。这会阻太阳光线，有碍植物的生长，进而影响以植物为生的动物。科学家知道那时有70％的生物绝。白垩纪和第三纪交界时期发现了大范围的煤灰，有强烈击特征的矿物颗粒以及熔融岩石的小球体。可以造出40深的陨石坑这个深度足以穿透海洋或大陆的地壳，导致大量火山喷发。
不论是加拿大的萨德伯里陨石坑，还是南非的费里德堡陨石坑，有证据表明都曾引起火山喷发。大规模的火山能直接导致许多物种的灭绝。大范围的火山喷发会增加大气层中的灰尘首先使一段时期的气候持续变冷，然后逐渐导致相应的全球破坏性气候变暖，最后是致命的酸雨。
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