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人類總是顯得十分復(fù)雜，一面信仰科學(xué)一面又忍不住迷信。比如看到天空中有流星劃過(guò)的時(shí)候，明明知道那是“隕石”并沒(méi)有什么神力，但依舊會(huì)默默地許下心愿，希望可以達(dá)成。

傳說(shuō)對(duì)著流星許下愿望就能實(shí)現(xiàn)愿望

不過(guò)由于環(huán)境和時(shí)間的限制，許多人一生都沒(méi)機(jī)會(huì)見(jiàn)到流星，那不如就一起來(lái)看看流星墜落后留下的隕石坑吧！

隕石坑作為流星最終的歸宿，按理來(lái)說(shuō)坑中應(yīng)該保有它們的“遺骸”，可是隕石的殘片卻好像都在坑外。那么，為什么隕石坑里沒(méi)有隕石呢？這些隕石被誰(shuí)拿走了？

位于美國(guó)沙漠中的巴林杰隕石坑

隕石坑的形成機(jī)制

其實(shí)要論隕石坑的數(shù)量，地球真的比不上其他的天體，所以科學(xué)家在對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)其他天體上的隕石坑進(jìn)行考察之后，才確定可以將其分為三種類型，分別是簡(jiǎn)單坑、復(fù)雜坑和多環(huán)盆地。

簡(jiǎn)單坑的外表就很符合大家對(duì)隕石坑的認(rèn)知，像是一個(gè)碗的形狀，直徑也比較小。復(fù)雜坑除了直徑大以外，中央還會(huì)有隆起的部分。

多環(huán)盆地也可以稱為巨型隕石坑，其直徑往往超過(guò)了100公里，中部平坦，周?chē)鷦t被環(huán)形山包圍。

月球上的三種類型隕石坑

不同類型的隕石坑之所以體現(xiàn)出這些差異，主要還是因?yàn)殡E石的大小有著明顯的區(qū)別。不過(guò)，甭管大小有什么差異，隕石坑的形成機(jī)制都是差不多的。具體可以分為三個(gè)階段，分別是壓縮擠壓、開(kāi)掘成坑和成坑后的調(diào)整。

首先咱們來(lái)說(shuō)說(shuō)第一個(gè)階段壓縮擠壓，雖然隕石進(jìn)入大氣之后會(huì)因?yàn)槟Σ亮Φ脑蝮w積變小一些，速度也會(huì)變慢，但是以這種超高速度擊中地面時(shí)依舊會(huì)形成高壓瞬態(tài)壓縮波，也就是咱們常說(shuō)的沖擊波。

隕石坑的壓縮階段示意圖

如果說(shuō)隕石擊中地面時(shí)的速度為10千米/秒，那么沖擊波的壓力就能達(dá)到幾百GPa，在這種情況下，花崗巖質(zhì)的的巖石都能被蒸發(fā)最終變?yōu)闅怏w。

當(dāng)沖擊波打頭陣擊中地面后，后面的稀疏波則會(huì)減壓，讓隕石碎片等物質(zhì)在二者之間的界面高速噴射，最終開(kāi)掘成坑。

最后成坑后的調(diào)整就指的是物質(zhì)碎屑、隕石碎片沿著坑的邊緣堆積，最終形成沉積層，整個(gè)沉積層的層序與隕石撞擊靶區(qū)的底層相反。這個(gè)隕石坑后續(xù)還會(huì)受到重力和巖石力學(xué)的影響，從而發(fā)生細(xì)微的變化。

隕石坑的最后兩個(gè)階段示意圖

從隕石坑的形成機(jī)制來(lái)看，隕石在撞擊地面之后，會(huì)經(jīng)歷一系列“消解”的過(guò)程或者說(shuō)是氣化。在這個(gè)過(guò)程中，較小的隕石就直接被完全分解了，較大的隕石則會(huì)碎裂，而大量的隕石碎片會(huì)四濺到坑外。

因此，隕石坑內(nèi)的隕石不是被誰(shuí)撿走了，而是撞擊作用下的變成渣了，甚至有的連渣都找不到。

“干干凈凈”的火星隕石坑

這時(shí)大家可能會(huì)想，隕石真的有這么厲害嗎？雖然有的直徑非常大，但是也不見(jiàn)得這么有殺傷力啊。實(shí)際上，這就跟“高空拋物”差不多，你從三十樓丟顆雞蛋下來(lái)都可能會(huì)將人砸傷，更遑論保持著更高速度進(jìn)入地球的隕石呢？

資料顯示，若一個(gè)直徑為lkm的鐵隕石，以每秒25km的速度撞擊地表，其動(dòng)能是E=1／2mV2=1.31×10^21焦耳。這一動(dòng)能相當(dāng)于3.12x10^11噸TNT炸藥的爆炸能；而2004年印尼8.9級(jí)地震能量只有184×10^16焦耳。

下落的隕石設(shè)想圖

可見(jiàn)隕石有時(shí)候就像是一顆來(lái)自宇宙的炮彈，在炮彈撞擊地面之后“炮彈本身”肯定不會(huì)維持原有的形態(tài)，而它的彈片則會(huì)散落在四周。這樣來(lái)說(shuō)的話，大家可能就更好理解了。畢竟隕石又不是“啞炮”，它的“撞擊作用”還是非常強(qiáng)悍的。

至于散落在四周的隕石碎片最終去哪了，如果說(shuō)是最近墜落的隕石，可能會(huì)被科學(xué)家?guī)ё哐芯?。而如果說(shuō)多年之前形成的隕石坑，那么這些隕石就早就隨著地質(zhì)作用慢慢被消磨了。

邊緣處變成水庫(kù)的曼尼古根隕石坑

實(shí)際上，由于地球的地質(zhì)活動(dòng)相當(dāng)頻繁，所以能夠留存下來(lái)的隕石坑并不多，這也是為什么科學(xué)家要特地考察太陽(yáng)系內(nèi)其他天體的原因。那么，隕石坑會(huì)受到怎樣的后期“改造”呢？

隕石坑的后期“改造”

隕石坑在形成之后的“改造”包括了滑坡、侵蝕、充填、火山作用等等，所以如果個(gè)頭不夠大、歷史悠久的隕石坑基本是無(wú)法保存的。

根據(jù)科學(xué)家的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，地球上直徑超過(guò)20千米的隕石坑，經(jīng)過(guò)6億年的時(shí)間依舊能夠看出，而1千米的隕石坑，百年之后就無(wú)從尋覓了。

“6億歲”的Beaverhea隕石坑

咱們以侵蝕作用為例，不論是風(fēng)沙的侵蝕還是流水的侵蝕，只要位于地表，就會(huì)受到侵蝕作用的破壞。如果隕石坑的位置剛好在一個(gè)連年多雨的地方，那么它就會(huì)在雨水的沖刷之下，漸漸失去原來(lái)的模樣。

正是因?yàn)殡E石坑在漫長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷的“改造”還是很明顯的，所以人們?cè)谂卸ㄊ欠駷殡E石坑的時(shí)候，往往需要從三方面入手，分別是地貌、礦物巖石和地球化學(xué)。

火星上的三聯(lián)體隕石坑

要知道，隕石撞擊地面可謂是“傷敵一千，自損八百”，不僅把自己搞得支離破碎，就連撞擊未知的其他巖石也會(huì)受到影響，其產(chǎn)生的高溫高壓會(huì)在這些巖石中留下特殊的變形和變質(zhì)特征。

所以，科學(xué)家往往會(huì)通過(guò)鑒定巖石的變質(zhì)來(lái)判斷是否具備隕石坑的特征。當(dāng)然想要百分百確定，還是得將三個(gè)方面結(jié)合在一起來(lái)說(shuō)。

科學(xué)家在隕石坑中采樣

那么，為什么我們要費(fèi)盡心思地研究隕石坑，尋找隕石呢？這些天外來(lái)客對(duì)于人類而言到底有什么作用？

為什么要研究隕石？

提到研究隕石，就不得不說(shuō)一門(mén)許多人都未聽(tīng)過(guò)的學(xué)科，那就是天體化學(xué)。它主要是研究宇宙空間物質(zhì)的化學(xué)組成和演化規(guī)律的學(xué)科，其中有地球科學(xué)、天文科學(xué)等多個(gè)學(xué)科交叉滲透。而隕石就是解決有關(guān)天體化學(xué)問(wèn)題的重要存在，或者說(shuō)它就是一個(gè)“物證”。

值得一提的是，不同類型的隕石研究，目標(biāo)和作用也不同?？茖W(xué)家會(huì)根據(jù)它們類型，分別進(jìn)行研究。

不同天體的球粒隕石切片

比如說(shuō)球粒隕石的研究，就是為了解開(kāi)早期太陽(yáng)星云的起源與演化問(wèn)題。要知道，人類對(duì)于太陽(yáng)的起源一直十分好奇，雖然我們已經(jīng)根據(jù)一些東西做出了預(yù)測(cè)，但是如果能夠從這些太陽(yáng)星云凝聚吸積的產(chǎn)物當(dāng)中上找到更多的證據(jù)，自然也是非常好的。

還有原始無(wú)球粒隕石研究，這種隕石化學(xué)成分與球粒隕石相似，但是它們身上藏著的卻是行星起源的秘密。這類隕石常見(jiàn)于南極和沙漠當(dāng)中，比如在我國(guó)新疆的戈壁灘上，就發(fā)現(xiàn)了兩塊無(wú)球粒隕石。

原始無(wú)球粒隕石分類下的IAB-MG

至于火星隕石與月球隕石，由于這二者是人類目前首要的探索目標(biāo)，所以獲得的隕石數(shù)量還是非常多的。尤其是在各國(guó)科技的發(fā)展下，探索頻率變高，隕石數(shù)量也瘋狂增加。

資料顯示，據(jù)國(guó)際隕石數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)，2011年1月至2020年12月，月球隕石從157塊增加到435塊，火星隕石從105塊增加到 291塊。

名為NWA 11220的月球隕石

以火星隕石為例，作為一個(gè)被當(dāng)做未來(lái)移民地點(diǎn)的星球，人類必須對(duì)火星有著清晰地認(rèn)知。尤其是了解火星的巖漿作用及水是如何消失的問(wèn)題，當(dāng)然也有人認(rèn)為可以通過(guò)隕石當(dāng)中的有機(jī)碳，找到關(guān)于地外生物活動(dòng)的痕跡。

除了以上這些隕石之外，還有隕石稀有氣體、隕石非傳統(tǒng)同位素研究等等，總之隕石已經(jīng)成為了人類探索地外秘密的又一個(gè)“法寶”。

來(lái)自火星的完整巖石切片

在這種情況下，每年都有不少科學(xué)家四處奔走收集各個(gè)地區(qū)的珍貴隕石，而大型的隕石坑也往往會(huì)受到保護(hù)。

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