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收藏家与科学家痴迷古陨石研究

科普小知识2022-01-17 02:46:47
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这是火星上最古老的岩石,充满了这个星球的原水。

杰·皮昂特克是美国印第安纳波利斯的一名医生和陨石收集者,他拥有2/3的已知2公斤重的“黑美人”。照片来源:乔·麦克纳利

杰伊·皮昂特克换了档,把车开到高速公路旁边的街道上。他走过一个广告牌,上面刻着他的名字和口号:减肥、健康、动力。在印第安纳波利斯安静的皮昂特克郊区诊所,这位医生通过向数千名濒临强迫症边缘的患者提供帮助,积累了一笔财富。

皮昂特克也有自己的强迫症。诊所下面是一个气候控制地下室,隐藏着他持久的激情:陨石。凭借他近乎照相机般的记忆力,皮昂特克可以不假思索地说出他收集的外国标本的名称和来源——伊扎维斯是在纳米比亚发现的一颗橄榄陨石。古吉巴是尼日利亚发现的碳质球粒陨石。“他们就像小电影明星。”他梦呓般地说。

来自火星的“黑美人”

其中一位女英雄特别令人钦佩:她是一个“黑美人”,一个像44亿年前火星陨石的鳞片一样闪亮的表面。它在500多万年前开始了它的地球之旅,当时人类和黑猩猩正从一个共同的祖先那里分道扬镳。当时,一颗小行星撞击了火星,将岩石送入太空。

大约1000年前,轨道动力学和重力将这块在太空中游荡的岩石带到了地球的空间。它经受住了穿过大气层的高温,降落在西撒哈拉的地球上,并分裂成十几块。除了风和沙,这些岩石被忽略了。终于有一天,一个牧民从沙丘上摘了一块。经过几名摩洛哥中间人的努力,这块石头终于在2011年落入皮昂特克手中。

从那以后,黑美人在收藏家圈子里激起了情绪,价格超过每克10,000美元(黄金交易价格是每克40美元)。这在很大程度上是由于科学发现了这块岩石的曲折经历。这是火星上最古老的岩石,充满了这个星球的原水。最奇怪的是,它似乎是第一颗由风蚀或水蚀形成的火星沉积陨石。这使得黑美人不仅是来自宇宙的祝福——沉积岩非常脆弱,被认为不可能保存在星际空间,而且也是天体生物学家的福利。"如果你想找到生命,你需要沉积岩."佛罗里达州立大学的气象学家穆尼尔·胡马云说,他的研究小组去年确定了这块岩石的确切年龄。

尽管它没有保留任何生命的迹象,但黑美人仍有许多吸引科学家的品质。它是一种角砾岩——一种由岩石组成的岩石,这些岩石凝聚在细粒母脉石上。每个嵌入的鹅卵石都有一段等待启封的历史。《黑美人》不仅有一个地质故事,还有一个很大的故事集。"我们正在火星上寻找类似的地质区域."新墨西哥大学的陨石科学家卡尔·艾吉说。

艾吉的团队在2013年发表在《科学》杂志上的文章是第一个证实黑美人来自火星的研究。然而,它不同于其他74颗已知的火星陨石。尽管黑美人非常昂贵,但它仍然比用机器人从火星带回样品的想法便宜。"我半开玩笑地说,‘摩洛哥的样品被退回来了’。"艾吉说,“这些陨石中的一些,像黑美人,是二等品。”

粉丝成为暴发户

大约有十几个组织已经通过资产交易花费了大量资金或者获得了小块黑美人的优先使用权。许多科学家排队使用这些碎片。结合运气、资本、快速启动和其他先决条件,皮昂特克拥有2公斤黑美人的2/3。

皮昂特克出生在印第安纳州的加里。他的母亲在一家轧钢厂工作,他的继父是消防队的司机。婚后,他有了4个孩子,并做了近10年的急诊科医生。1995年,他开了一家减肥诊所,生意兴隆。2003年的一天,他问正在上陨石课的四年级儿子,“什么是陨石?”从这个问题开始,他对陨石的痴迷。“这是一种来自太空的生命,你可以将数十亿年的物体握在手中。”他说。

目前,已有50,000多块陨石被命名和分类。其中大部分是球粒陨石,里面充满了被称为“球粒陨石”的小玻璃珠。更稀有、更昂贵的陨石来自月球、火星和太阳系中的其他特殊物体,如灶神星小行星。

几年前,由于致命的胸痛,皮昂特克决定减少医生的工作时间,减少对陨石的迷恋。并将陨石收集切割成大约400块。但他的热情已经复苏。他最大的目标之一是收集橄榄陨石——一种非常美丽的陨石,通常含有绿色橄榄石晶体,嵌在灰色脉石中间,就像发光的起源。在59颗橄榄陨石(以及一些很难获得的)中,皮昂特克收集了57颗。

橄榄陨石之一,埃尔兰乔·格兰德,来自与艾吉的交易,艾吉是一位温和的学者,是美国宇航局约翰逊航天中心的重要科学家,现在在新墨西哥州立大学陨石收集办公室工作。“在这一点上,我们的关系非常密切。”皮昂特克说。为此,他向学校捐赠了比其他地方更多的黑人美女样本。

艾吉证实黑美人来自火星,不同于其他火星陨石。在2012年3月于德克萨斯州举行的月球和行星科学会议上,他和他的团队认为这块岩石是火山角砾岩,一种矿物晶体的混合物,在地下不同地方的缓慢冷却的岩浆库中逐渐形成,并在火山爆发中融合在一起。

2013年2月,艾吉团队在《科学》杂志上发表研究成果后,皮昂特克的生活变得越来越复杂。“你们要杀了我。”他说。几乎在一夜之间,摩洛哥商人将黑美人的价格从每克几十到几百美元提高到几万美元。过去,只有皮昂特克有一个大市场。现在,他有了一个竞争对手。其中一位是法国收藏家,名叫吕克·拉贝。"我知道他将是我的竞争对手。"皮昂特克说,“这是真的。”

在争议中前进

陨石收集者、交易者和科学家有着共同的担忧。另一方面,科学家将受益于长期存在的“20/20”规则,即为了命名和正式分类陨石(这将使陨石更加珍贵),经销商或收藏家必须给科研机构20克或20%的陨石重量,取决于哪个更小。

科学家们现在已经研究并分类了七块黑色美丽陨石。然而,其余的黑色美女,包括皮昂特克和拉贝的陨石,没有被分类,因为这些所有者没有动机免费分发陨石材料。陨石行业的所有参与者都有内在动机。例如,陨石猎人想要赚钱,收藏家想要完整的陨石,科学家想要制造一些东西。

"这个结果让我吃惊。"胡马云说,“这不是火山角砾岩。”相反,胡马云认为黑美人是一种沉积岩。它的矿物和岩石成分确实与火成岩有关,来自冷却的岩浆,但后来它们变成了沉积岩,经历了水蚀和风蚀。很长一段时间后,在小行星撞击火星并最终将其送入太空之前,角砾岩融合成坚硬的岩石。胡马云在2013年11月发表在《自然》杂志上的文章总结了他的研究结论。

《自然》杂志的文章也重新评估了黑人美人的年龄。阿吉的研究小组根据平均大块样品中铷和锶的放射性同位素定年,确定其年龄约为21亿年。这一年龄使得黑美人比陨石要老得多(后者的平均年龄为几亿年),但它没有41亿年前的火星陨石艾伦老。艾伦是一颗垒球大小的火星陨石,在1996年引起了持续的争议。一些科学家认为它含有细菌化石。然而,胡马云的观点是,陨石的不同成分可能形成于不同的时代。

胡马云的研究小组分析说,该岩体富含辉石和长石,这些矿物最初是在冷却的岩浆房中沉淀出来的。他们还发现了锆石,这是一种非常坚硬的小晶体,价值极高,因为它们吸收了足够的放射性铀,可以用来定年。胡马云的团队从这些矿物中获得了44亿年的年龄数据,使得黑美人,或者至少一些可以被探测到的,成为最古老的火星陨石。这也意味着,在火星被合成为熔融岩石行星仅仅几亿年后,它的地壳已经冷却到足以支持岩浆库中锆石形成的温度。

现在,科学家们仍在进一步研究这块岩石。每一片似乎都会带来惊喜。今年9月,在摩洛哥卡萨布兰卡举行的陨石协会会议上,胡马云在他的报告中说,他发现了穿过陨石其他部分的黄铁矿矿脉,这意味着当岩石在火星上时,它一定是最后形成的特征。这种矿物非常有趣,因为它的形成以水的存在为前提。(李冯公主)

中国科学新闻(2014-12-08第三版国际版)

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