动物化石陨铁——印证4.六亿年以前的小行星裂化

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近些年,陨石愈来愈火,很多人跃跃欲试乃至自身探荒漠,闯沙漠去猎陨。但是猎陨者最烦闷的事儿便是,从几率上讲,她们寻找的陨石中,三成之上全是L群一般球粒陨石。由于过多,因此普普通通,也一文不值。悲痛欲绝的她们假如要责怪谁,那么就请责怪4.六亿年以前产生在一颗直徑达150千米的小行星的身上的“车祸事故”吧。要想发些小财的她们假如要想点提议,我能告知她们,要不尝试找找“化石陨石”?

冲击性脉生长发育的目睹L6型随州市陨石 | 彩色图库:紫金山天文台

发现第一枚化石陨石

1952年的一天,德国乌普萨拉高校的地质学和古生物学专家教授Thorslund收到了一块来源于德国中间Brunflo采石厂的怪异青石板。这时并没人了解它有什么与众不同之处,又怎样能与产生在漫长小行星带中,30亿光年至今有纪录的太阳系行星最规模性小行星裂化恶性事件联络起來。

首块被发现的化石陨石Brunflo[1]

Thorslund专家教授眼前,斯堪的纳维亚半岛花园普遍的奥陶纪(4.4-4.8亿光年前)石灰岩中,嵌着一块不上10cm的深棕色岩层碎渣,周边围绕着丰腴的浅灰色蚀变晕。经历了4亿很多年的掩埋后,石头除开外界轮廊犹在,內部矿物质和构造已遍体鳞伤。灰绿的颜色显示信息它被镁铁制次生矿物交待更新改造,原岩可能是一块镁含铁成分很高的岩层。此外,并沒有大量案件线索。

4亿很多年前,坐落于波罗地内地南面德国的相对高度跟如今的北京市类似,因而专家教授搞清楚,它并不是冰海堆积中普遍的冰河消溶坠石。但是他還是决策得出一个表述,即便稍显难堪:这方面石块在岸上不经意被藻类驱使,随后一路来到水位超出一百米的硫化物堆积中安居。在地质学历史时间中,波罗地内地南端陆缘海在奥陶纪以大陆架轻缓,陆上

自此,这一嵌着独特石头的灰岩在Thorslund专家教授的公司办公室一躺便是27年,直至他过世前的第二年,才被摆放在了斯德哥尔摩大学的Wickman专家教授眼前。这时他正着眼于陨击坑科学研究,比较敏感的岗位味觉使他意识到这一石头的不同凡想。他发现,虽然绝大多数初始构造早已消退,部分却仍可恍惚间观查到球粒陨石所独有的球粒构造。另外初始矿物质虽已难求,但铬铁矿由于强力的抗风化层工作能力,基础完好无缺,将会还纪录着这方面石块的家世。

Brunflo化石陨石中残余的球粒构造(左)和铬铁矿(右)[2]

历经详尽科学研究,Wickman专家教授和合作方发现,原先它是一块化石陨石。中奥陶世(4.6-4.7亿光年前)时它殒落在波罗地内地边沿的海床边,硫化物软泥的遮盖和弱的水动力自然环境让其免受风化层瓦解。但是,陨石中华有的孔雀石、辉石和金属材料等矿物质被硫化物、重晶石粉和伊利石等次生矿物交待。只能一部分球粒构造足以储存,如同我们在硅化木中还能见到花草树木的木制构造和纹路一样。它的铬铁矿成份和当代H型球粒陨石中典型性的铬铁矿相近,因而可能是一块H型球粒陨石。因此她们依据发现地将它取名为Brunflo陨石。

值得一提的是,真实实际意义上的化石陨石就是指经历了风化层掩埋和火成岩更新改造的陨石,并不会带有一切微生物化石。它在成份和

就是这样,第一块化石陨石被大家永载史册。但是小故事仅仅不久开过块头。

Thorsberg采石厂 | 彩色图库:astrogeobiology.org

论业余组发烧友的必要性

两年后的1994年,又有一块奥陶纪灰岩中的化石陨石在Brunflo陨石发现地600千米外的Thorsberg采石厂被寻找。这方面5cm厚为的化石陨石看起来很不值一提,好像也没办法与以前的化石陨石相联络。因为它在层系上比第一块要早好多个百万年,并且硕果仅存的铬铁矿成份骑墙,无法获取合理信息内容。

但是幸运的是它還是被知名的科学杂志“Nature”报导,而且走上了本地新闻报道。一样幸运的是,它吸引住了一位本地化石发烧友,另外也是业余组地理学家的Tassinari。这名娶了德国夫人的意大利男人仍未接纳过高等职业教育,备受阅读障碍症摧残的他一生中从业过许多岗位,唯一不变的是对当然的喜爱。家里放满了收集的古生物化石,矿物晶体和花草植物标本采集,他从这当中找寻来到性命的快乐。看到这一报导后,Tassinari迅速跟采石厂的职工打过招乎,让她们把含外地人石头的大理石留下,而不是像以前那般丢掉。而他自己也刚开始热衷没事儿就在废石堆里寻找,并迅速拥有获得。他乃至在35千米外的一个砂砾石采场也拥有发现,在一块从货车上不经意坠落的灰岩块中,Tassinari发现了手指甲尺寸的一枚陨石。

有志者事竟成,在最开始的四年里,她们一共收集到13块化石陨石。他们分散化在薄厚不上4米的灰岩地质构造中,总数看起来比较有限,可是从另一种视角看来确是出人意表的聚集。要了解,在这以前别的每个地质学历史时期的灰岩中,乃至都从没发现过化石陨石。

Thorsberg采石厂中竖向激光切割发现的化石陨石[3]

创作者现场拍攝

脚底的石块里竟也藏着夜空的密秘

这般总数的化石陨石迅速造成了另一位生物学家Schmitz Birger的留意。这时他正就职于哥德堡大学,长期性关心宇宙之外

他根据科学研究拥有关键发现:

这种陨石聚堆在此并不是由某类独特生物富集体制,例如冰层流动性造成,也不是某一次或几回大的陨石跌落恶性事件导致,只是产生于一个陨石扩散系数十分高的出现异常阶段,其陨石着陆頻率比当代要高上一到2个量级;该层系中就算杜绝化石陨石的灰岩中也具备出现异常低的187Os/188Os比率和高的铱(Ir)原素进化速率,显示信息存有很多细微宇宙之外浮尘;他们与很多化石陨石一起,说明中奥陶世存有一个不断最少数百万年的很多宇宙之外化学物质着陆地球上的独特周期时间;在现有的陨石冲击性恶性事件年纪中,L群陨石族中存有4.5-4.8亿光年的显著最高值,与生物富集化石陨石灰岩处在同一时间段;对地球上冲击性坑年纪的统计分析結果也显示信息4.5-4.8亿光年一样存有一个显著的最高值。

平行面岩石层的含化石陨石的不光滑(左)和打磨抛光(右)岩板 | 彩色图库:创作者

这种发现给了他充裕的自信心,因此明确提出了一个假定:这种地质构造中出现异常生物富集的化石陨石和浮尘,来源于L群陨石孕妈的粉碎恶性事件。这一假定是胆大的,要了解,这时大家对此L群陨石孕妈粉碎恶性事件拥有很多科学研究,明确提出了各种各样猜想,但谁也没曾想起在探索这种夜空中的密秘时,去叩问一下脚底的石块。

与头足类化石相伴的化石陨石,在其中球粒构造依然由此可见[3]

慢慢贴近实情

自然,只是明确提出工作中实体模型还还不够。接下去Schmitz Birger专家教授和众多合作方进行了一系列深层次工作中。例如:

根据球粒构造统计分析,铬铁矿粒度分布、成份和O, Cr放射性核素剖析等,确认这种化石陨石绝大部分全是L群陨石;发现这种化石陨石层系越高,也就是着陆越晚,其宇宙射线曝露年纪越老;化石陨石层系和宇宙射线曝露年纪的关联性也代表着,他们应来源于同一次裂化恶性事件;根据微陨石科学研究,确认生物富集化石陨石地质构造中的微陨石扩散系数比情况值明显增加2-三个量级,另外在均衡型一般球粒微陨石中,L群占有率超出99%;除此之外,还根据包含德国、乌克兰和我国等以内的国际性取样,发现同一阶段地质构造上都存有L群微陨石明显增加,不一而足。十余年坚持不懈的工作中后,愈来愈多直接证据认证了他的胆大猜测,并描绘出了远古传说产生于外太空最深处的壮观情景:至今已有约4.六亿年以前,在一次产生于小行星带的极大碰撞恶性事件中,L群陨石孕妈土崩瓦解。在雅科夫斯基效用(Yarkovsky effect)、坡印亭-罗伯逊效用(Poynting–Robertson effect)的功效下,另外因为木星和木星路轨共震,很多粉碎化学物质在短期内内(数十万年到好多个百万年)抵达地球上,土层陨石碰撞快速提升,浮尘弥漫着,在全世界古气候和古自然环境中奠定刻骨铭心印记,其事后危害乃至不断迄今。

地质构造纪录中L群陨石孕妈裂化恶性事件的部位(鲜红色线框)[8]

Schmitz Birger专家教授仍未停步在此。他与合作方还对碰撞恶性事件的产生精确时间,化学物质从小行星带到地球上的转移体制,小行星带撞击恶性事件与地球上宇宙之外化学物质扩散系数回应,对地球上的气侯、自然环境和性命演变的危害等层面,进行了十分深层次的工作中。

自然,这种小故事早已已不是只是借助化石陨石可以叙述的了。这儿必须谈及,根据化石陨石的科学研究,他还发展趋势出了一套从硫化物地质构造中获取宇宙之外

在我国宜都普水河模型也发现了显著的中奥陶世L群球陨石质化学物质明显增加 | 彩色图库:创作者

待解谜团

有关L群球粒陨石孕妈粉碎恶性事件的小故事,也有众多难题必须大家回应。例如碰撞体究竟是什么特性,是产生于双星中间還是别有它物?碰撞造成的地外化学物质扩散系数明显增加究竟不断了多久,具备如何的衰减系数规律性?化石陨石到底是仅存有于德国东南部的中奥陶统地质构造,還是全世界广布?这些。

道阻且长,但小小化石陨石,已在重重叠叠的历史悠久岩层中,为大家印证这些产生在外太空最深处的远古传说小故事打开了一扇不一样的精彩的对话框。而跋山涉水于鸟迹罕至的沙漠和荒漠中的猎陨者们,有木有兴趣爱好到广布于在我国的奥陶纪灰岩中试一试?

廖世勇,中科院紫金山天文台星体有机化学和大行星物理实验室副研究员,研究领域:陨石学和星体有机化学。

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