欧阳自远似乎有些迫不及待地想要看清它,显微镜下,它向欧阳自远毫无保留地展示着它的美丽容颜。在它身上,那些漂亮的、格子状的花纹,让欧阳自远想起了家乡哥特式教堂中色彩斑斓的玻璃花窗。欧阳自远的耳边似乎又响起了优雅、舒缓的琴音,他的周围一下子安静下来,似乎这个世界中只剩下他和它。但欧阳自远的内心怎能平静?它就像自远方而来的、有着金发碧眼的芬兰修女,向欧阳自远露出了迷人的微笑;它就像多年未见的知己朋友,向他张开了热情的臂膀,想要和他拥抱……在心底,欧阳自远默默地对它说:“朋友,你好。”
欧阳自远开始准备对它进行各项化验,因为他不允许自己在它身上犯错,并因此和它擦肩而过、失之交臂,他要读懂它内心中的秘密。经过化学分析,格子的中间铁含量非常高,格子的边上镍含量很高。
欧阳自远真的想拥抱它了,朋友!它是真正的天外来客——八面体铁陨石。
$遥远的召唤
1960年,一条耀眼的火龙,伴着震耳的雷鸣声,轰隆隆地从天而降,落在了中苏边境内蒙古一侧,此情此景,让人惊心动魄。
边防军迅速行动,实地探寻,发现了一个不明物体。它表面上看来就像是一块石头,但外形被烧得黑乎乎的,这究竟是什么?当时国际形势较为紧张,这个东西又落在边境之上,于是关于它的流言纷纷四起:难道这是某种新型武器的碎片?难道是未曾引爆的残骸?
能够破碎这些流言的,是科学!
这块不明之物,辗转来到欧阳自远的手上。欧阳自远的内心再次泛起涟漪,那种似曾相识的感觉再次席卷心头。依然是那样悸动的心情,依然是那样独特而又亲密地交流,但依然是那样一丝不苟地化验与研究。搞清事实、击碎流言,固然是欧阳自远必然要完成的任务,但这块石头本身似乎散发着迷人的光芒,吸引着欧阳自远一步步走入其中,欧阳自远知道,它会带着自己感受另一片天地。
果然,这是一块石陨石,来自一个小行星的碎片!由于碎片下落速度很快,与空气中的分子摩擦产生高温,才会形成火球。尽管这块陨石不到1千克重,但高温高压的冲击波穿越大气层,产生巨大的轰鸣声,撞击地球的过程的确让人心惊胆战。
欧阳自远反而对它感到亲切。朋友,你终于来了!那块南丹铁陨石,根据广西河池地区的《庆远府志》记载:“(明朝)正德丙子(1516年)夏五月夜,西北有星陨,长六丈,蜿蜒如龙蛇,闪烁如电,须臾而灭。”这是近500年之前的一次天地交流,而这一次你真正是来自现在的召唤。尽管这不是月亮之上广寒宫中那翩翩起舞的嫦娥亲自送来的手信,但一定是她托朋友捎来表达问候的礼物。
儿时便伴欧阳自远一起读书的月亮,你可知道,陨石是当时欧阳自远唯一能与你交流的桥梁。月宫中的嫦娥,你是那样的眷顾欧阳自远,但为何你一次次向他发出邀请,却又如此犹抱琵琶半遮面。
当夜,无眠。欧阳自远在庭间漫步,抬头欣赏那撩人的月色。已经离你越来越近,知道你也在静静伫立,等待着拜访。你放心,一定会亲自揭开你神秘的面纱,看到你的庐山真面!
陨石,是欧阳自远唯一能接触到的“天上的东西”。它们,就是天上的使者,开启了欧阳自远的天体研究。
1976年,欧阳自远在吉林野外寻找陨石,向老乡讲解吉林陨石。
$世界上最先进的武器
1972年,在河北省藁城县商朝的墓葬中,发现了一件叫钺的古代兵器。钺是用青铜打造的,它的顶端镶有一块生锈的铁片。商朝的时候难道就能够炼铁了吗?这令考古文物界和历史学界轰动!如果能证实这块铁是人工冶炼的,那么,中国的冶铁历史将提前一千多年,中国历史的分期也将重新改写。
惊喜之余,当时的中国科学院考古所所长夏鼐先生有点怀疑,他找到地质所的刘东生先生问:这有没有可能是铁陨石?这位对我国黄土演化史研究做出卓越贡献、被誉为“黄土之父”的老院士告诉他,目前国内研究陨石的只有欧阳自远,这个结论只能找这个年轻人做。
那年,欧阳自远只有37岁,他从钺的刀刃上切了一点点样品做分析,用电子探针分析证明,这块铁片其实是从宇宙空间降落到地面的铁陨石,其成分构成相当于当今最为时髦的“镍铬不锈钢”。这一研究结果让历史学者们悬着的心落了下来。现在这件钺还收藏在中国国家博物馆。
尽管最终的结果未能改写中国的历史,但欧阳自远仍然对中国古人的智慧赞不绝口,古人将一小块铁陨石在炉火中加热,锻造成薄片状,再在制作青铜钺时将锻造的铁片嵌入在青铜钺的前端,成为铁刃铜钺。要知道,这件武器在当时那个年代,绝对是“高精尖”技术的代表,是当时世界上最先进的武器。
陨石,这些在宇宙中四处游荡的小家伙,因其奇特与神秘,数千年来一直为人类所关注。我国拥有世界上最早和最丰富的陨石记录,有史可查的陨石事件有400多次。夏禹八年六月,“雨金于夏邑”,其时间约为公元前21世纪。战国时代的史籍《竹书记年》记载:“帝癸十年(公元前1809 年,夏代),五星错行,夜中陨星如雨。”这是世界上有关石陨石雨的第一次记载。 商纣时,“天雨石,大如瓮”。周成王三十四年,“雨金于咸阳”,时间约为公元前11世纪。《春秋》记载了公元前645年在今河南商丘县城北的一次陨石降落。僖公十六年,“春,王正月,戊申朔,陨石于宋五”,即落下了五块陨石。《左传》则记录为:“十六年春,陨石于宋,陨星也。”这是被确认的世界上有关陨石来源的最早记录,说明了陨石是地球之外的星体陨落到地面,比欧洲人认识这一点要早两千多年。这些记载都是世界上有文字可考的最早一批陨石记录。根据欧阳自远等人的统计,在我国古代文献中记载确认的陨石事件有365次。
陨石按其成分可分为三大类:以石质成分为主的叫石陨石,来源于石质小行星或类地行星与月球的外壳,主要成分为硅酸盐,它占地球上收到的陨石总量的94.8%。以铁镍金属为主的叫铁陨石,来源于铁质小行星或石质小行星的内核,主要成分铁占90%,镍占8%;铁陨石占地球陨石总量的4.6%。第三种是介于二者之间的石铁陨石,主要成分为硅酸盐和铁镍金属,来源于小行星的外壳占地球陨石总量的0.6%。
我国早在3000年前就能区分铁陨石和石陨石在成分上的差别。铁陨石又称“雨金”,《竹书纪年》记载:“帝禹夏后氏八年六月,雨金于夏邑。”所谓雨金,就是铁陨石从天而降。乾隆《临潼县志》还记载了“雨金镇”的来历,它位于陕西临潼东北15千米,秦献公时因雨金而得名。
世界上各个古老文明的人类在冶金史上最早认识铁、发现铁、接触铁正是从空中落下来的铁陨石开端的,人们对铁的最初认识就是在加工铁陨石时获得的。当人类最初开始使用金属时,青铜是他们能找到的最好的金属。然而,他们无意中在地上发现了一些金属块,用它们锻造成的矛头和犁头,比用青铜制造的更坚硬、更耐磨,同时刀刃更锐利、更持久。古人当然不知道它们是什么,而这些就是从太阳系空间落到地球上的铁陨石。古埃及曾称铁为“天铁”,认为天是由一个大铁盘构成的。在古希腊,铁同样有着起源于天上的说法,以致可以和星辰属于同一等级。
由于铁陨石是从天而降的,在古人眼里它既是珍贵的,又是神秘的。因为看到陨星降落并与地面碰撞的机会是极其稀少的,对此深感惊惧的目击者自然会把它们视作上帝赐予地球的天外之物,就很可能会崇拜这些陨星了。
实际上,陨石是太阳系空间的小行星碎片落到地面上的残骸。陨石的故乡大多是在太阳系的小行星带上。
太阳系原有九大行星,位居太阳系九大行星末席的冥王星,自发现之日起其地位就备受争议。对于这场天文学界跨越两个世纪的争议,在2006年8月举行的国际天文学联合大会上画上了句号。
根据这次大会通过的新定义,“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状,并且能够清除其轨道附近其他物体的天体。按照这个定义,太阳系行星只包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。而同样具有足够质量、呈圆球形,但不能清除其轨道附近其他物体的天体被称为“矮行星”。游走于太阳系边缘的冥王星,就是一颗矮行星。其他围绕太阳运转但不符合上述条件的物体,被统称为“太阳系小天体”,即通常说的小行星。
在火星和木星的轨道之间,分布着难以计数的小行星,称为小行星带。之所以说难以计数,是科学界认为这个数字很可能不少于10亿颗。从19世纪的第一天起,一个名叫朱塞比·皮齐亚的意大利人发现了两颗日后被命名为谷神星和智神星的小行星,到20世纪初,只有约26000颗小行星得到命名与确认——其中半数是在这几年里完成的。这意味着对小行星确认的任务,还只是万里长征走完了第一步。
此外,地球附近的宇宙空间,也有许多岩质物体,小的桌面般大,大的像座山。这些星际物质都按照一定的速度和轨道运行。当轨道特殊一点的个别小行星、小行星的碎片或星际物质与地球的轨道相交,它们会高速冲进地球的大气层,与大气发生剧烈的撞击、摩擦、生热、燃烧、发光,这就是人们看到的流星或火流星。
大多数流星在距离地面120千米以下的高空开始燃烧,体积小的流星体在离地面几十千米处已烧成灰烬,成为一闪即逝的流星。少数体积大的,在通过大气层的过程中还没有完全燃烧殆尽,由于受空气阻力的影响,速度越来越慢地陨落,这种落到地面上的残留的流星体就是陨石。
每年陨落到地球上的陨石很多,有天文学家估计大约有7万吨,数量有几千块。要是能拢成一堆,绝对是座巍巍大岭,但若是像撒胡椒面一样撒在整个地球上,看起来便微乎其微。而且,陨石大多数体积很小,又大都降落到占地球面积72%的海洋里和25%以上人迹罕至的极地、山区、丛林和荒漠,实际能够观看到的陨石降落极少,大多数陨石是降落后被发现的。
陨石的降落有声有色。
陨石通常以每秒45千米左右的速度与地球相遇,与地球的相对速度为每秒15—75千米。陨石体前方空气被高度压缩,这种打气筒效应对陨石体产生强大阻力,所产生的隆隆作响的冲击波声震,甚至可以为地震仪器所记录;不仅如此,它还导致压缩空气骤然升至万余摄氏度,比太阳表面的6000余摄氏度还要高出许多,陨石体本身也被空气加热到上千摄氏度,表面离子化形成高光度火球,甚至在日光下都可以见到。
有时,最初以数倍音速下落的陨石体,在热胀冷缩和空气拍击的作用下会发生爆裂,甚至形成蔚为壮观的陨石雨。
有学者认为,最早记载于《淮南子·览冥训》中关于女娲补天神话的精彩描述,当是古人眼里一次规模宏大的陨石雨撞击的全过程。
“四极废,九州裂,天不兼复,地不周载”,这是小型天体高速通过大气层产生的超高温、超高压冲击波撞击地球,诱发强烈的地震,陨石体在大气层中爆炸后形成的大规模陨石雨。
“火
炎而不灭”,则是巨大的超高温、超高压冲击波诱发的森林大火和在地面上引起的火灾。
“水浩洋而不息”,巨大的超高温、超高压冲击波诱发的地震与海啸。
有人依据上古时代的传说编撰于西汉年间的《淮南子·览冥训》的记载推测,这几句话所描述的,可能就是一次陨石雨之后河北平原的景象。在河北平原地区中西部,即从任丘、河间向西偏北方向,直到完县、满城,存在大量碟形洼地,这像是遭史前规模巨大的陨石雨撞击后在冲积平原上留下的遗迹,并形成了以白洋淀水系为主的小流域区。如果这一撞击事件真实地发生过,那它就是神话“女娲补天”的事实基础。
有人说生命起源于陨石中的有机组分,有人说生物大灭绝于大型陨石撞击地球……但对于欧阳自远来说,那些是他和太阳系联络的纽带,是天外馈赠给他的礼物,是帮他打开天体研究的窗口……
$珍贵的陨石
陨石表面一般都覆盖有一层1毫米厚的黑色熔壳,这是在高温下陨石表面气化熔融后,又在速度降低时迅速冷却形成的。陨石表面的另一个特征是,有许多像河蚌壳形状的小坑,这是它与空气摩擦燃烧后的痕迹,科学术语叫作“气印”。人们可以根据凹痕的形状,判断出这颗陨石是朝哪个方向飞行的。
对陨石的化学分析表明,形成陨石的近百种化学元素同组成太阳、地球、月球等太阳系天体的化学元素是相同的。陨石中已发现几十种非常复杂的有机化合物,像氨基酸、卟啉、烷烃等等。虽然在陨石里它们仅仅是有机化合物,还没有形成具有遗传复制与新陈代谢能力的生命,甚至也没有形成蛋白质,更没有发现核糖核酸与脱氧核糖核酸等具有遗传能力的生命体。但值得人们去思索的是,这些东西对于构成地球生命的演化是不是起过作用呢?
这些有机化合物是组成生命的最基础的链条,假如把这些链条串起来,很可能就有生命的诞生,地球本身也就用不着再从简单的碳、氢、氧那么一个一个原子、分子地搭上去,最后搭成一个无比复杂的有机化合物,犹如一块一块的砖都有了,砌起来就可以造屋,不需要再去取泥土来烧砖了,陨石就是这一块块“砖”。
至今在科学界,关于生命的起源是地球独立担当的,还是陨石做过“摇篮”,科学家们各持己见,谁也说服不了谁。
陨石如一部无字的天书,孤独地游荡在太空,写下了太阳系的演化,记录着原始太阳星云的形成、小行星相互撞击事件以及行星的演化线索,堪称太阳系最古老的标本,具有重要的科研价值。
可以举一个例子,倘若说陨石是地球生命的“摇篮”还仅仅是一个设想,那么,陨石对于探求地球的年龄,则提供了一个确证。
在20世纪40年代,科学家们要测定事物的年龄,最远只能达到埃及的第一王朝——公元前3000年左右。此后,美国芝加哥大学的威拉德·利比发明了放射性碳年代测定法,这种方法基于以下认识:生物体主要由碳、氢、氧元素组成,生物体与生存环境之间的碳进行交换,达到平衡。碳元素则由三种同位素构成,即碳-12,碳-13,碳-14。碳-14是放射性的同位素,生物体一死亡,它与外界环境的碳交换立即停止,其体内固有的碳-14按稳定的速度开始衰变。通过测定某种特定的含碳样品中碳-14的衰变程度,就能够有效地锁定一个生物体死亡的年代。因此,威拉德·利比获得了1960年的诺贝尔奖。