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Dec. 27 2022

科學家在隕石中發現地球從未見過的的「外星」礦物

  • 在這些埃爾阿里隕石的切片中,可以看到的鐵隕石常見的編織狀晶體圖案。但這顆隕石還帶來另外的驚喜:在地球自然界從未見過的三種新礦物。ABDULKADIR ABIIKAR HUSSEIN, ALMAAS UNIVERSITY

    在這些埃爾阿里隕石的切片中,可以看到的鐵隕石常見的編織狀晶體圖案。但這顆隕石還帶來另外的驚喜:在地球自然界從未見過的三種新礦物。ABDULKADIR ABIIKAR HUSSEIN, ALMAAS UNIVERSITY

  • 一家小型礦業公司希望販售這塊重達1萬5150公斤的隕石,將它從原來的位置移開並出口到中國。ABDULKADIR ABIIKAR HUSSEIN, ALMAAS UNIVERSITY

    一家小型礦業公司希望販售這塊重達1萬5150公斤的隕石,將它從原來的位置移開並出口到中國。ABDULKADIR ABIIKAR HUSSEIN, ALMAAS UNIVERSITY

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科學家在一顆重約1.5萬公斤的隕石中發現了「外星」礦物,讓我們得以一窺早期太陽系的碰撞。

在這些埃爾阿里隕石的切片中,可以看到的鐵隕石常見的編織狀晶體圖案。但這顆隕石還帶來另外的驚喜:在地球自然界從未見過的三種新礦物。ABDULKADIR ABIIKAR HUSSEIN, ALMAAS UNIVERSITY

在這些埃爾阿里隕石的切片中,可以看到的鐵隕石常見的編織狀晶體圖案。但這顆隕石還帶來另外的驚喜:在地球自然界從未見過的三種新礦物。ABDULKADIR ABIIKAR HUSSEIN, ALMAAS UNIVERSITY

在索馬利亞的埃爾阿里鎮(El Ali)邊緣,有一口相當受歡迎的水井,牧民和他們的牲畜聚集在此處飲水解渴。有塊布滿坑洞的紅色巨石在這附近擱置了許多年,在駱駝牧人間代代流傳著這塊1萬5150公斤巨石的知識,他們利用石頭的金屬表面作為鐵砧來磨利刀刃。但這塊巨石的歷史可以追溯到更遙遠的過去,甚至是我們太陽系的早期。

這塊被稱為「埃爾阿里隕石」的金屬塊,在過去某一天墜入地球大氣層。最近科學家宣布,它至少帶來了三種在地球自然界未曾發現的礦物。這些礦物的化學成分和晶體形式中,隱藏著數十億年前、數百萬公里外的事件線索。

儘管這些礦物可能不會徹底改變我們對鄰近天體的理解,但研究人員希望這些顯而易見的宇宙祕密,可以幫助填補我們太陽系早期混亂碰撞的細節。

「每一種新礦物──每一種──都想要出聲說出他們的故事,」加州理工學院的隕石礦物學家馬馳(Chi Ma)這麼說道。他發現了其中一種新礦物,並幫助確認其他兩種新礦物。

發現三種新礦物為艾爾阿里隕石命運多年來的爭論帶來最新轉折。2019年,有家小型礦業公司的探礦者在尋找蛋白石時發現了這塊石頭。索馬利亞摩加迪休(Mogadishu)阿爾馬斯大學的地質學家阿卜杜勒卡迪爾.艾比卡爾.海珊(Abdulkadir Abiikar Hussein)說,隔年索馬利亞政府不願意支付數百萬美元的價格後,這家礦業公司便將隕石出口到中國,而他則是應政府的要求檢查了這塊隕石。

現在仍然沒有買家願意出手買下這塊太空岩石,海珊因此擔心它會被切成小塊出售,因而永遠毀掉無價的國家遺產。他希望這些新發現能促使「政府從睡夢中醒來,買下隕石並將它歸還給索馬利亞。」

一家小型礦業公司希望販售這塊重達1萬5150公斤的隕石,將它從原來的位置移開並出口到中國。ABDULKADIR ABIIKAR HUSSEIN, ALMAAS UNIVERSITY

一家小型礦業公司希望販售這塊重達1萬5150公斤的隕石,將它從原來的位置移開並出口到中國。ABDULKADIR ABIIKAR HUSSEIN, ALMAAS UNIVERSITY

石中驚喜

雖然有好幾代的駱駝牧人都知道這塊迄今發現的第九大隕石,但一直要到幾年前才有人對它進行科學記錄。這塊異常光滑的巨石引起了探勘者的注意,當他們用錘子敲打時,隕石響起了金屬的聲音。他們懷疑這是塊鐵隕石──一種來自太空的物體、主要由鐵和鎳製成,科學家認為有許多鐵隕石是來自破碎小行星或微行星(planetesimal)的核心──類似我們自己星球的金屬核心。

探勘者將隕石的小塊樣本送給科學家進行確認和進一步的分析,其中一塊落入了亞伯達大學(University of Alberta)隕石收藏館館長克里斯.赫德 (Chris Herd)的手中。

他在研究這塊岩石時,注意到幾塊晶體具有不尋常的成分。後續包括與合成礦物的比較分析也證實了他的直覺:我們從未在自然界中見過這些礦物的組成和結構。赫德將其中一種礦物以隕石本身命名為「埃爾阿里礦」(Elaliite),另一種礦物則以亞利桑那州立大學行星科學家林迪.埃爾金斯-坦頓(Lindy Elkins-Tanton)之名,命名為「埃爾金斯坦頓礦」(Elkinstantonite),她同時也是美國航太總署(NASA)即將探索金屬小行星靈神星(Psyche)任務的計畫主持人。

埃爾金斯-坦頓得知赫德為礦物命名的計畫時,靈神星任務才剛因軟體測試問題而錯失發射日期,那時她的情緒非常低落。「這真是讓我精神為之振奮,」她說,然後停頓了一下,「我只是太感動了。」

先前曾發現數十種新礦物的加州理工學院馬馳確定了第三種礦物,並將它命名為「歐森礦」(Olsenite),以紀念已故的愛德華.歐森(Edward Olsen),他是芝加哥菲爾德自然史博物館(Field Museum of Natural History)的前主任,曾提出現在這種以他為名的礦物存在的假設。

礦物回憶錄

我們的星球上有約5800種礦物,而在隕石中發現的礦物只有約480種。許多這些隕石中的礦物是真正的外星礦物──有約30%不會在地球上自然生成。

新礦物是在包裹體(inclusion)中發現的,包裹體看起來像是散落在隕石樣本切片上的微小圓點。赫德說,他們的團隊仍在研究這些礦物形成的確切條件,但圓點內的新礦物為它們的形成時間提供了線索。

隨著隕石的熔融金屬慢慢冷卻凝固,不同的礦物會在不同的時間點結晶,留下某些「不相容」的元素,這些元素集中在逐漸減少的液體池中。最後幾乎所有的金屬都已經冷卻,只留下微小的熔融液滴結晶形成包裹體,新的礦物就此形成。

岩石的整體化學性質顯示,這種冷卻過程可能不會像大多其他鐵隕石那樣,發生在小行星的核心。相反地,在高速碰撞使岩石的固體表面熔化後,金屬可能在行星體的表面附近結晶。

這些碰撞的天體可能曾是被摧毀的小行星核心,或是被稱為球粒隕石(chondrite)的原始太空岩石,其中含有大量的金屬和岩石混合在一起。無論是哪種形式的天體,都可能以驚人的速度碰撞──現今的小行星帶也會發生這些碰撞,天體的速度超過每小時1萬7700公里。

研究隕石的礦物學「在很多方面來說,就像是神遊探索太陽系,」赫德說:「我們正試圖限制不同行星體內存在的各種條件。」

與此同時,在地球上有關這塊隕石未來的爭論仍在持續。海珊表示,如果隕石真的出售給第三方,當地政府將得到部分資金。但他補充說明,許多索馬利亞人認為這樣的解決方案並不讓人滿意,而且一開始就不應該讓它離開該國。它「應該要留在家裡。」

 

延伸閱讀:科學家在地球合成「外星礦物」! 哪種礦石能經歷40億年還不毀壞,還見證了地球的蛻變過程?

 

FEB. 2023

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