专栏:天外来客

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石陨石


神秘的陨石


众所周知,陨石(Meteorite)是从外太空散落到地球上的宇宙物质碎块,大的很大,小的很小,极少数掉下来的陨石被人发现,大部分掉下来的陨石是看不到的。但人们对陨石缺乏了解,故带有一定的神秘性。


有关陨石的记载

我国对陨石很早以前就有记载:公元前256年,董瑞的《七国考》中记载“秦献公十七年,栎阳雨金”,这是世界上最早有关陨石的记载;公元1064年沈括的《梦溪笔谈》中,有着关于常州陨石比较详细的观察记录;1516年(明朝),广西南丹县有一场较大的铁陨石雨,1958年大炼钢铁时被发现;1809年(相当于清朝嘉庆年间)的《竹书记年》中曾记有“帝癸十年,五星错行,夜中陨石如雨”,这是我国第一次有关陨石雨的记载。在我国解放前,曾有人研究过甘肃导河、江苏丰县和江西余干等陨石的成分和构造。解放后,1971年在吉林双阳县发现陨石雨,以石陨石为主;1976年3月8日15时左右,在吉林又一次出现陨石雨,规模很大,东西12公里,南北8公里,总面积500多平方公里。其中有一块陨石落地造成地面一个深3米、直径2米的大坑,这是最大的1号陨石,重1770千克。经研究,其化学组成是SiO2为37.2%,MgO2为3.19%,Fe(总量)为28.43%;矿物组成中主要矿物为贵橄榄石、古铜辉石、铁纹石和陨硫铁;次要矿物为单斜长石、斜长石;1977年在湖南常德也发现陨石雨;1997年2月15日,山东菏泽地区鄄城发生了陨石雨;2012年2月11日13时40分,目击者看到青海西宁湟中县上五庄下了陨石雨。最近,中央电视台经常有陨石雨出现的报道,例如:2016年8月12日晚至13日凌晨,英仙座有流星雨出现,大约每小时有400~500颗陨石掉落地面。由此可见,掉落到地球上的陨石还是很多的。

根据天文工作者粗略的估计,在太阳系里有几百万颗甚至更多的大小不等的陨石,有的直径可达几千米,甚至可称为小行星,小的则是微小的尘埃。它们在运行中若被地球引力吸引住,就会散落到地球上,故地表上每年由很多陨石落地。然而,由于地球表面的四分之三为海洋,还有许多人烟稀少的沙漠、高山和丛林,而且,其中的石陨石很像地球上的岩石,多不为人们所辨认。所以,人们能观察到的陨石很少,每年能采集到的陨石就更少了。


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石陨石


陨石的分类

根据成分和结构,国际上把陨石大致分三大类:铁陨石、石陨石和石铁陨石。据统计:所有陨石中铁陨石约占5%,球粒颗粒结构的石陨石约占90%,另有约4%为不带球粒结构的石陨石,只有约1%为石铁陨石。

根据王徽枢教授的研究,这三类陨石的矿物成分如下:

铁陨石

铁陨石主要组成为镍铁合金(占98%)和少量的其他矿物。在地表发现的陨石中,铁陨石多于石陨石,因为它易于在土壤中保存且容易被发现。

铁陨石中除了主要组成为天然镍铁合金之外,还有磷铁镍钴矿、陨硫铁、镍铁、石墨等。有些铁陨石还有磁性。


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俄罗斯发现的重达32公斤的铁陨石


上图是1947年2月12日俄罗斯的目击陨石,重32公斤,具有鲜明的铁陨石典型的外观形态。典型的鉴定特征是至少含有5%以上的金属镍,很多铁陨石的内部具有一种称为“维斯台登”的网状结构,如下图所示。


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铁陨石内部的“维斯台登”结构


石陨石

石陨石主要组成为橄榄石等硅酸盐矿物。在石陨石中又有球粒陨石和无球粒陨石之分。球粒是由橄榄石或辉石组成,有的还含有玻璃。它们在陨石中占比例很大,可占石陨石中的90%以上。它们又可细分为普通球粒陨石、炭质球粒陨石和顽火球粒陨石等;无球粒陨石也可细分为顽火无球粒陨石、橄榄辉无球粒陨石、钛辉无球粒陨石等。


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珠宝展上展出的石陨石


石陨石中球粒陨石的大致矿物成分为:橄榄石占46%、紫苏辉石占21%、镍—铁占12%、透辉石占4%、斜长石占11%。无球粒陨石的大致矿物成分是:紫苏辉石占50%、斜长石占25%、透辉石占12%、橄榄石占9%、镍—铁占1%。由此可见,石陨石的品种比较多,它们具有不同的外观。

由于石陨石与地球上的矿石很相似,加上掉到地球上以后大部分没有被及时发现,时间久了表面受风吹日晒后被风化,就更不容易被识别。另外,石陨石本身品种比较多,因此石陨石不容易被鉴定,争议比较大。


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橄榄石铁陨石带皮切块(20公斤)


石铁陨石

石铁陨石主要组成为铁镍和硅酸盐物质,大致各占一半,可以把它看作是石陨石和铁陨石的中间产物。从陨落的数量上来看,是比较少见的一类。


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中国橄榄石铁陨石切片


关于玻璃陨石

对于客观存在的玻璃陨石,目前有不同的意见:有些人认为,如广东的“雷公墨”就是玻璃陨石,这是客观存在的事实,应该另列一类;很多人认为不能独立出一个“玻璃陨石”的种类。这些人认为,在外太空不存在玻璃陨石,它是陨石在坠落的过程中与空气磨擦产生高温,把陨石局部熔融后冷却形成的产物,通常不可能全部是玻璃态,只是在原陨石中存在一部分;另一种意见是较大的陨石坠落到地面时,与地球表面剧烈碰撞,产生高温甚至爆炸,将地球岩石熔融并抛向高空,坠落时被急速冷却才产生的玻璃,可见是次生矿物,不能定为陨石。

从上述国际上把陨石分为三大类,没有玻璃陨石这一类可知,大部分人认为所谓“玻璃陨石”是次生矿物,不能单独形成一类。


陨石的形成及其年龄

很多人认为陨石是来自火星和木星之间的小行星带,也有人认为来自其他天体,来自月球和火星的陨石是很少的。经研究认为,在南极发现的12块陨石有的来自月球,还有的来自火星,并认为来自火星和月球的陨石是小天体撞击火星与月球表面,使其表面的岩石与地壤熔融,并溅射离开月球和火星,被地球引力吸引到地球表面而形成的,月岩形成的玻璃仅存在于裂隙中。

很多陨石自形成以后,即运行于宇宙太空,不仅受高能粒子辐照,有时会靠近太阳,受阳光辐射及高温暴晒,使其发生热变质作用,甚至使陨石的成分及结构发生变化。陨落到地球上的陨石,穿过大气层时因与空气摩擦而产生高温而熔融。掉下来的陨石一部分被人们捡到保存,一部分则随着地球表面上的风化、熔蚀作用而到沉积物质之中,进入到地球上部岩石圈的岩石转换和物质循环中去。值得注意的是,宇宙中的流星几十亿年基本不变,它不像地球上的岩石受到侵蚀和火山爆发的影响而较快地变化,因而科学家对陨石进行研究得以探讨早期的宇宙。

在实验室里可以测定岩石的年龄,通常可用钾—氩法。钾是常见化学元素,但钾中含有一种放射性同位素(钾40或K40),它只占整个钾元素含量的0.00118%,其放射性半衰期为1.28X109年,放出β射线。放出β射线后,钾元素就变成氩元素,故用仪器正确测量钾与氩的比例,就能测出岩石的年龄。目前,世界各地已测出数百个陨石的年龄,所得结果都在45亿年左右,与地球的年龄相近。可见陨石、月球及地球的年龄都很相近,表明这几个太阳系星球的星云形成宇宙体的时间大致相同。


陨石的作用

陨石的收藏作用

陨石是天外来客,非常稀少,本身就是一种观赏石;加上民间传说:陨石是天降之物,有消灾避邪、给人带来好运和发财的功效,可谓宝中之宝,因此被人们广泛收藏。除了真正的收藏外,有很多人是作投资用的,认为收藏的陨石会不断升值。目前的市场价以克为计量单位,普通的陨石每克几元至几十元;黑色球粒结构陨石每克500元左右;一些品相好,品种珍贵的陨石每克几千到上万元,比黄金还贵。


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珠宝展上的陨石手链


陨石的养生保健作用

在《宝玉石与健康》一书中,对天外来客陨石曾有这样的描述:“由于陨石属于‘天外来物’,民间认为,其可消除忧郁症,能聚财、避邪,会带来好运;又说:陨石属于能量之石是毫无疑问的。因为它来自宇宙,吸收了宇宙大量的能量,与中医外治第一石‘砭石’一样,对人体健康完全是有益的”。

那么陨石究竟有无养生保健作用呢?

曾在珠宝展上看到过陨石原石和用陨石开发出来的各种饰品,展台前总有三五成群的人在挑选陨石首饰。据说佩戴陨石首饰可以治病:陨石首饰能缓解疼痛,改善由颈椎病引起的头疼、头晕及脑胀等状况,改善心脏疾病及身体亚健康状况等。这些都是客观现象,原因目前还说不清楚,处于神秘状态。但很多人认为:可能与陨石在太空中“旅行”时,受太空中暗能量、太阳照射的热能、高能放射粒子的辐射相互作用,以及穿越大气层时与空气摩擦产生的高温燃烧能等能量积聚在陨石中有关,做成首饰后,以物理因素对人体作用为主的结果。设想这些聚积的能量有一定的振动频率,其中某些与人体振动频率相同时就会给人体增加能量,这些增加的能量会使人恢复健康,从而达到养生保健的效果。这些说法是否正确,有待后人验证。


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珠宝展上的陨石项链饰品


还有人说喝陨石煮的水后能改善亚健康体质,同样能治很多病,这些也是客观现象。其原因推测如下:

实验表明,用400克陨石煮水后,水的PH值用精密PH仪测定为7.41,属微碱性。众所周知,喝微碱性水对身体健康很有利,这可能是亚健康体质改善的原因之一。

世界卫生组织发布的人体必须微量元素共14种,它们是硒、锌、铜、锰、铬、碘、铁、氟、硅、钴、钼、钒、锡、镍。这些微量元素很多存在于陨石中(见表1、表2),所以,用陨石煮水后这些微量元素先溶解进水中,再被人喝了直接进入人体被吸收,直接对人体起好作用;如果将陨石做成饰品,饰品在与人体皮肤接触后,会使微量元素渗入皮肤,也就是被皮肤吸收,对人体有利。很多人因为体内缺少必须微量元素而使身体处于亚健康状态,其表现就是得病了。喝陨石水后补充了必须微量元素,从而改善了自己亚健康的体质,人们认为这就是治好了病,至少病症得到了缓解或改善。

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以上只是对喝陨石水后人体亚健康体质得到改善原理的探讨,不一定正确,作者抛砖引玉,欢迎专家和读者讨论及批评指正。



撰文/沈才卿、蒋建青、周群、刘岩


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