南极地区陨石丰富的原因(为什么南极陨石多)

游客投稿 社会热点 2023-06-27 23:13

1909年1月中旬,几名科研人员顶着南极洲刺骨的寒风,拖着数百公斤的物资,途中面临危险的冰裂缝。他们旅行了1000多公里。由于环境太恶劣,无法使用交通工具,他们不得不徒步行军,以确定地球磁南极的位置。研究小组中的道格拉斯·莫森和埃奇沃斯·大卫花了几十年时间探索神秘的南极,南极隐藏的陨石可能会揭开地球起源的神秘面纱。

一个世纪后,南极科学研究仍面临严峻挑战。虽然南极自然条件恶劣,地表贫瘠,但通过对陨石的调查分析,可以发现地球起源的奥秘。美国史密森学会的科学家每年都会从南极洲收集数百块陨石,这些陨石将揭示地球和太阳系起源的具体细节。

1969年,在南极工作的日本冰川学家发现了7块陨石,并认为它们来自不同的陨石。随后掀起了搜寻南极陨石的热潮。七年后,日本和美国的研究人员组织了一次联合任务,寻找更多的南极陨石样本。很快,陨石搜索活动成为一项年度调查活动。40多年后,美国科学家从南极洲收集了约23000块陨石,占国家陨石收藏中心单个标本的90-95%,由史密森尼国家自然历史博物馆收藏和保管。

为什么南极的陨石很有研究价值?

南极洲是地球上最寒冷和最干燥的地区。它形成了一个天然的冰柜,可以很好的保存陨石。一旦陨石冻结成冰,冰川的运动就会把它们从北极带到南极海岸。

史密森尼国家历史博物馆气象博物馆主任蒂姆·麦考伊说:“南极洲的冰就像一条天然的传送带。当冰与横跨南极的山脉碰撞时,它试图越过山脉,南极强风将冰吹走,只留下表面的岩石。”

每年11月,总有一些科学家穿越跨南极山脉以南的高原,花大约6周的时间采集陨石样本。研究人员不会面临和第一批南极探险家一样的困难,但也不是没有障碍。据报道,每年大约有四分之一到三分之一的时间被证明不适合调查工作。由于高速的寒风和不良的光线,南极的地面特征非常荒凉贫瘠,一切都是白色的。

同时,研究团队也面临着心理上的挑战。有时候,南极洲感觉比太空更孤立。一些宇航员利用南极的环境特点进行心理训练,为他们将来到达国际空间站做准备。

史密森学会的研究地质学家卡里·科里根说:“所有和我们一起工作过的宇航员都说南极洲就像国际空间站。我两次去南极采集陨石样本,但在国际空间站,他们一直和任务控制中心保持联系,我们每天都给基地打电话,告诉我们一切都好。”

在几周内,科学家们收集了数百块陨石,大小从M &;m豆从足球大小不等,但大部分陨石都是拳头大小。科学家首先要确定它们是地球上的陨石还是岩石。相比之下,陨石有一层又薄又黑的涂层——“熔壳”。

科里甘说:“当陨石穿过大气层时,由于外界温度较高,摩擦会使陨石在穿过大气层时表面融化。如果陨石在穿过大气层时没有烧尽,那么它落到地面时就会形成一个熔化的外壳。”

科学家将如何处理陨石?

科学家们将收集的陨石冷冻起来,然后从野外环境中运送到德克萨斯州休斯顿的美国宇航局约翰逊航天中心。航天中心的研究人员将陨石样本解冻,并将少量样本带到史密森尼学会进行化学分析。

科里甘说:“最终,其他研究人员找到了我们。我们是陨石的‘长期守护者’。在对陨石样本进行分类后,研究人员将它们存放在博物馆外的一座建筑中。为了防止腐蚀、风化或矿物浸出,陨石样本被保存在一个充满氮气的盒子里。”

他还指出,人们通常使用液氮来保持物质冷冻,而我们使用干燥的氮气来防止陨石样本接触到大气中的水和其他物质。事实上,与其他地区坠落的陨石不同,南极陨石周围没有有机物,因此它们提供了太阳系形成的无污染快照。

McCaughey说:“地球继续处于风化状态。火山活动和板块运动破坏了地球的岩石。地球形成后5亿年的相关历史痕迹已经消失。大多数来自太阳系小行星带的陨石都可以追溯到40亿年前,所以如果我们想了解太阳系前5亿年的历史,我们只能通过陨石获得重要的证据。”

陨石能告诉我们什么?

地质学家估计,在南极地区收集的陨石样本中,99%来自太阳系的小行星带,而只有不到1%来自月球和火星。大多数陨石是球粒陨石,是由称为球粒的小颗粒组成的非金属陨石,其中一些含有太阳系形成前的矿物碎片。

科里甘说:“这些太阳系形成前的矿物碎片被称为前太阳粒子。我们认为它们来自太阳星云刚刚形成时在附近爆炸的一颗恒星。一种球粒陨石被称为碳质球粒陨石。科学家认为它所含的水可能形成了地球的海洋。”

McCaughey说:“我们认为它们来自一颗C型小行星。不久前,美国宇航局的OSIRIS Rex任务对贝努小行星进行了调查。科学家设计并实施了这项为期多年的任务,部分原因是为了找到在海洋和地球上产生生命的含水矿物质类型。”

收集的其他陨石是铁核,研究人员可以通过铁核研究行星是如何形成的。McCaughey说:“这是一个非常有趣的问题。我们将在2022年启动一项名为Psyche的太空任务,我们将访问我们认为可能漂浮在太空中的古老小行星的剥离铁芯。”

在南极洲收集的陨石样本启发和指导了这些太空任务,也帮助科学家分析了返回的材料。随着每一块新陨石的收集和研究,科学家们将揭示地球起源的奥秘和早期太阳系演化的重要线索。

麦考伊说:“事实上,我们已经登陆月球,并在火星表面部署了多辆火星车,开展调查和探索。同时,我们在南极发现了这些珍贵的陨石样本。这个相对温和的项目很大程度上决定了我们将揭示什么样的太阳系之谜。”