火星隕石分異的無球粒隕石

火星隕石［分異的無球粒隕石］火星隕石分異的無球粒隕石自從“好奇號(hào)”登上火星之后，人類對(duì)火星的探索進(jìn)入了一個(gè)新的里程，而在火星隕石中發(fā)現(xiàn)構(gòu)成生命的有機(jī)碳，似乎更加印證了火星是存在生命的。火星隕石（SNCO）屬于分異的無球粒隕石，包括4種主要巖石類型：輝玻無球粒隕石Shergottites，輝橄無球粒隕石Nakhlites，純橄無球粒隕石Chassignite和斜方輝巖質(zhì)無球粒隕石Orthopyroxenite?；拘畔⒅形拿鹦请E石為影響火星生命研究提供依據(jù)受來源小行星撞擊落到地面形成帝斗曾匚口國CHINASCIENCECOMMUNICATION撞擊落到地面形成帝斗曾匚口國CHINASCIENCECOMMUNICATION科普中國權(quán)威合作機(jī)構(gòu)楊榮佳教授審閱專家河北大學(xué)視頻百科簡介火星隕石中包含大量碳鏈和氫鏈的分子是地球生命的構(gòu)成元素，也是火星任務(wù)的主要目標(biāo)之一，這對(duì)于理解生命是否存在于火星至關(guān)重要。碳鏈和氫鏈的分子是地球生命的構(gòu)成元素，這些分子曾發(fā)現(xiàn)于來自火星的隕石中，但是科學(xué)家對(duì)這些火星隕石的來源持不同觀點(diǎn)?？▋?nèi)基學(xué)會(huì)的安德魯-斯蒂爾負(fù)責(zé)這項(xiàng)最新研究，明確證據(jù)表明這些碳分子起源于火星，雖然并未發(fā)現(xiàn)這些碳分子具有生物特征。該發(fā)現(xiàn)可以幫助研究人員進(jìn)一步洞悉火星上出現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)，并有助于解釋遠(yuǎn)古或者現(xiàn)代火星生命存在的證據(jù)。這項(xiàng)研究報(bào)告發(fā)表在2013年5月24日出版的《科學(xué)快報(bào)》上?？茖W(xué)家們鮮有共識(shí)大型碳分子起源于現(xiàn)已探測(cè)到的火星隕石，碳分子起源的理論包括來自地球或者其它隕石的污染物，它們可能是火星化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，或者是遠(yuǎn)古火星生物體殘骸。斯蒂爾帶領(lǐng)的研究小組檢測(cè)了11號(hào)火星隕石樣本，該隕石跨越火星42億年歷史。他們發(fā)現(xiàn)大型碳分子存在于晶體礦物質(zhì)微粒中。使用一系列復(fù)雜的研究技術(shù)，研究小組顯示至少一些較大碳分子存在于隕石之中，并不是來自地球的污染物質(zhì)。之后研究小組觀測(cè)研究隕石中與其它礦物質(zhì)有關(guān)的碳分子，從而洞悉這些碳分子樣本在抵達(dá)地球之前曾經(jīng)歷過何種化學(xué)反應(yīng)。包含碳化合物的晶粒提供了碳分子如何形成的一個(gè)研究窗口，他們發(fā)現(xiàn)這些碳分子是在火星火山活動(dòng)

中形成的，并顯示火星在其歷史中多數(shù)時(shí)期存在著有機(jī)化學(xué)反應(yīng)。斯蒂爾說：“這些發(fā)現(xiàn)顯示貫穿火星歷史時(shí)期碳分子存儲(chǔ)量持續(xù)減少，這類似于地球遠(yuǎn)古時(shí)期。理解火星非生物、含碳大分子結(jié)構(gòu)對(duì)于未來探測(cè)火星上是否存在生命至關(guān)重要?！眮碓椿鹦鞘芑鹦请E石中發(fā)現(xiàn)的碳酸鹽小球到小行星的巨大撞擊后，巖石碎塊逃逸火星引力，其中一部分進(jìn)入了地球的引力范圍，最后隕落到地面成為火星隕石。迄今為止發(fā)現(xiàn)的火星隕石共15個(gè)，其中5個(gè)為降落型，6個(gè)發(fā)現(xiàn)于南極，4個(gè)發(fā)現(xiàn)于荒漠。火星隕石都是非球粒隕石，巖石類型包括：輝玻巖輝橄巖純橄巖斜方輝巖，超鎂鐵火成玄五巖，它們都是火星地質(zhì)年代，約十幾億年前的火山活動(dòng)與小行星的撞擊，產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)，從火星地質(zhì)算是亞馬遜記近代隕相活動(dòng)?；鹦请E石與1865年隕落到印度的休格地火星隕石是同一火星地質(zhì)記年代，多為火成撞擊玄武巖橄欖石斑晶相態(tài)。火星隕石“艾倫—希爾斯84001”在美國宇航局科學(xué)家利用高分辨率電子顯微鏡對(duì)做出的最新分析顯示，這塊隕石晶體結(jié)構(gòu)中的大約25%確實(shí)是由細(xì)菌形成的。這一最新結(jié)論提供了迄今為止火星曾存在生命的最有力證據(jù)。“來自火星的生命痕跡”又一次引起了全世界的關(guān)注。熱分解假說不能解釋“艾倫—希爾斯84001”隕石中大部分磁鐵礦晶體的成因，加熱隕石成分的方法不能生成微磁鐵晶體?？茖W(xué)家們解釋說，純菱鐵礦加熱后可以轉(zhuǎn)化為純磁鐵礦，而“艾倫—希爾斯84001”隕石成分中含有碳酸鹽嵌入式純磁鐵礦，卻沒有純菱鐵礦的存在，而且從來沒有。價(jià)值香港正大國際藝術(shù)表示，隕石的價(jià)值由多個(gè)因素影響，包括隕石大小、罕見程度、來源地和構(gòu)成。古特海因茨說，那些找到隕石的人應(yīng)該找一位專家評(píng)估隕石。他們?nèi)绻鍪垭E石，必須得到一份證明隕石真實(shí)性的證書。古特海因茨說，大多數(shù)情況下，“億貝”網(wǎng)站是個(gè)出售隕石的好地方。不過，如果你有一塊大隕石，應(yīng)該去一家拍賣行。拍賣行需要知道隕石來源地，會(huì)要求對(duì)隕石獨(dú)立分析。帕爾馬告訴俄新社記者：“最普通的一種為隕鐵石，一小塊隕鐵石可能賣到20美元?！彼f，可以通過隕石構(gòu)成推斷它的來源地。因此，如果一塊隕石的構(gòu)成物質(zhì)經(jīng)過推斷來自火星，這塊隕石的價(jià)值會(huì)飛漲，最高可以賣到每克670美元。俄新社報(bào)道，一塊名為達(dá)爾?加尼1058的月球巖石在美國一場(chǎng)拍賣會(huì)上以33萬美元價(jià)格售出。達(dá)爾?加尼1058重1.9公斤，于1998年在利比亞被人發(fā)現(xiàn)，是有記錄以來隕石交易的“標(biāo)王”。一塊據(jù)信來自火星和木星之間小行星帶的隕石2006年在競(jìng)拍網(wǎng)站“億貝”（eBay）上以9.3萬美元價(jià)格售出。這塊隕石重161公斤，在阿根廷發(fā)現(xiàn)。由于隕石的價(jià)格有利可圖，全球隕石交易的黑市“生意興隆”。古特海因茨1998年作為國家航空航天局專家參與一個(gè)

代號(hào)為“月蝕”的行動(dòng)，旨在抓捕出售假月巖的人。他在行動(dòng)中發(fā)現(xiàn)一個(gè)人有真月巖并開價(jià)500萬美元。經(jīng)調(diào)查，“阿波羅17號(hào)”在月球采集到這塊月巖，由美國前總統(tǒng)理查德?尼克松贈(zèng)與洪都拉斯政府。這塊月巖最終回到洪都拉斯政府手中。研究s火星隕石s自1962年以來，蘇聯(lián)、美國、日本、俄羅斯(和前蘇聯(lián))和歐洲共發(fā)起30多次火星探測(cè)計(jì)劃。美國航天航空管理局(NASA)計(jì)劃于2008年發(fā)射火星取樣飛船，預(yù)期2016年返回。因此，火星隕石是目前人類獲得的唯一火星巖石樣品，十分稀少而珍貴。它能提供有關(guān)火星的物質(zhì)組成、層圈結(jié)構(gòu)、巖漿演化等方面的信息，是研究火星的重要途徑。據(jù)Rubin(2002)的隕石分類，隕石可分為球粒隕石、原始無球粒隕石、分異的無球粒隕石?；鹦请E石(SNCO)屬于分異的無球粒隕石，它們是火成的堆晶巖和玄武巖，包括4種主要巖石類型：輝玻無球粒隕石(Shergottites)，輝橄無球粒隕石(Nakhlites)，純橄無球粒隕石(Chassignite)和斜方輝巖質(zhì)無球粒隕石(Orthopyroxenite)。其中輝玻無球粒隕石又進(jìn)一步劃分為：玄武巖質(zhì)輝玻無球粒隕石(BasalticShergottites，B-S)和二輝橄欖巖質(zhì)輝玻無球粒隕石(LherzoliticShergottites，L-S)(McSweenandTreiman,1998），新近從玄武巖質(zhì)輝玻無球粒隕石中將具有橄欖石斑晶的6個(gè)隕石（DaG476、SaU005、Dhofar019、NWA1068、NWA1195、NWA2046）和EETA79001A單獨(dú)劃分出來，并定名為橄欖石-斑狀玄武巖質(zhì)火星隕石（Olivine-phyricShergottites）（Anne，2002）。目前回收到的隕石中，火星隕石只有33個(gè)，其中Shergottites24個(gè)（17個(gè)B-S，7個(gè)L-S），nakhlites7個(gè)，Chassignite1個(gè)，Orthopyroxenitel個(gè)（表I）。絕大多數(shù)為發(fā)現(xiàn)型，只有4個(gè)為降落型；12個(gè)來自南極藍(lán)冰地區(qū)，21個(gè)來自非南極地區(qū)，且主要來自沙漠代表性的SNCO火星隕石發(fā)現(xiàn)很早（Shergotty,1865年8月25日在印度發(fā)現(xiàn)；Nakhla,1911年6月28日于埃及發(fā)現(xiàn)；Chassigny,1815年10月3日在法國發(fā)現(xiàn)；Orthopyroxenite，ALH84001，1984年于南極AllanHills發(fā)現(xiàn)），但確定其火星成因則經(jīng)過了長期的研究和爭論。早在1872年，Tschermak就認(rèn)識(shí)至UShergotty隕石是在相對(duì)氧化的條件下形成的玄武巖?；谶@些SNCO隕石結(jié)晶年齡年青（除ALH84001為4.0－4.5Ga外，其余的火星隕石的年齡<1.3Ga）,許多學(xué)者認(rèn)為它們來自火星（McSweenetal.,1979a;Nyquistetal.，1979；Walkeretal.，1979；WassonandWetherill，1979;WoodandAshwal,1981）。1982年，第一塊月球隕石的發(fā)現(xiàn)使人們相信SNCO隕石有可能來自火星。1983年，Bogard和Johnson在EETA79001隕石（B-S）的沖擊熔融玻璃中發(fā)現(xiàn)了捕獲的Ar,Ar和其他稀有氣體、N2、CO2的同位素組成和相對(duì)豐度同火星大氣豐度明顯匹配（圖火星隕石)，人們才普遍認(rèn)同這些隕石的火星成因。同時(shí)，Clayton和Mayeda(1983)發(fā)現(xiàn)火星隕石在氧的三同位素圖上形成亞群，其構(gòu)成的分餾線與地球巖石和HED隕石明顯分離，位于TF線(地月分餾線)上方且平行于TF線。Becker和Pepin(1984)也發(fā)現(xiàn)氮同位素和N/Ar比值與“海盜”號(hào)飛船的測(cè)量結(jié)果一致，進(jìn)一步證實(shí)了這些隕石的火星成因?；鹦请E石起源于火星的主要證據(jù)有：SNC隕石的結(jié)晶年齡很小(J.3Ga),不可能形成于小行星的火成作用，而且1.3Ga近似于火星TharsisRidge火山的年齡(WoodandAshwal，1981)；EETA79001隕石玻璃中捕獲的C02組分、N2及稀有氣體同位素組成，以及13C、12C值同火星大氣相一致(BogardandJohnson,1983)；在一些隕石中發(fā)現(xiàn)有含水硅酸鹽礦物如伊丁石、閃石存在，在ALHA77005的易變輝石的巖漿包裹體(Ikeda,1998)中發(fā)現(xiàn)有鈦閃石，Nakhla中有伊丁石存在(ReidandBunch,1975);在一些隕石中(如ALH84001)發(fā)現(xiàn)有地外成因的碳酸鹽(Romaneketal.,1994a,1995)，而已知月球火成巖及小行星火成巖隕石實(shí)際上不含碳酸鹽；“海盜號(hào)”和“火星探路者”對(duì)火星土壤的X射線熒光光譜分析結(jié)果與Shergotty隕石的全巖化學(xué)組成相當(dāng)吻合，尤其是兩者的FeO含量幾乎相同（分別為19.7%和19.6%）；高的fO2、特殊的180/160（△170^0.3%。）（ClaytonandMayeda，1996）和磷酸鹽中高的D/H比值（Leshinetal.,1996;Leshin,2000;Wastonetal.,1994）、復(fù)雜的REE配分模式，相似的Fe0/Mn0、K/La、K/U、W/La、Ga/La、Na/Al比，較其它無球粒隕石具有較高的揮發(fā)性元素含量（王道德，1995;王道德等，1999）。目前，火星隕石的研究內(nèi)容主要包括：火星隕石的分類學(xué)、巖石礦物學(xué)、化學(xué)組成、磁性、光譜特征;火星隕石的物質(zhì)源區(qū)、熔融分異作用、母巖漿成分、熱變質(zhì)作用、沖擊效應(yīng)、輻射記錄和效應(yīng)、次生蝕變等;放射性、宇生同位素組成及年代學(xué)、穩(wěn)定同位素（H、0、S、C、N）及其他同位素組成（Xe、W、Hf、Re-Os）；火星隕石同地球巖石、月球隕石及其他類型隕石的對(duì)比研究;火星殼－幔－核的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及巖漿活動(dòng)，火星大氣圈的組成和演化、火星大氣圈和水圈、巖石圈的相互作用；火星上可能存在的生命遺跡等。當(dāng)前國際上對(duì)火星隕石的研究存在的主要問題包括：目前沒有直接取自火星的巖石樣品，只能通過對(duì)火星隕石進(jìn)行研究，從而揭示火星的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及巖漿演化規(guī)律。人們回收到的火星隕石數(shù)量很少（33個(gè)）且大部分為堆積巖，某些巖石類型相同的火星隕石又具有基本相同的濺射年齡（N隕石為?11Ma,L-S隕石為?4Ma）,很可能是同一撞擊事件的產(chǎn)物，因而火星隕石所代表的火星表面區(qū)域極少，限制了人們對(duì)火星的物質(zhì)組成和母巖漿成分及演化規(guī)律的認(rèn)識(shí)；利用火星隕石中的低溫蝕變礦物（如含水礦物、粘土礦物、碳酸鹽、硫酸鹽等）研究火星表面的熱液體系和蝕變作用，并能為火星大氣的演化提供線索，但目前幾乎全部工作都集中于ALH84001,對(duì)其他火星隕石的次生礦物缺乏相應(yīng)的系統(tǒng)而深入的研究；火星隕石自火星上濺射出來而降落至地球上需要克服火星的強(qiáng)大引力，因此，大部分火星隕石都經(jīng)歷了非常強(qiáng)烈的沖擊變質(zhì)作用，研究火星隕石時(shí)需要扣除疊加在巖漿作用之上的沖擊變質(zhì)影響，但有關(guān)火星隕石沖擊效應(yīng)的研究，目前主要局限于少數(shù)幾個(gè)隕石，對(duì)火星表面沖擊變質(zhì)作用的研究有待于進(jìn)一步的工作；同位素年齡的測(cè)定提供了火星隕石形成和演化的時(shí)間標(biāo)尺。某些同位素體系（如K-Ar、Rb-Sr等體系）由于受到強(qiáng)烈的沖擊變質(zhì)作用而發(fā)生重置，造成同位素年齡的解釋長期存在爭議；火星生命的爭論是當(dāng)前火星隕石研究和火星探測(cè)的焦點(diǎn)。ALH84001隕石中存在有古老生命痕跡的證據(jù)，如低溫碳酸鹽瘤體、生物膜、PAHs等，但熱水溶液的實(shí)驗(yàn)?zāi)M（Goldenetal.，2000；McSweenetal.，1998）已經(jīng)觀察到Mg，Ca碳酸鹽發(fā)生無機(jī)沉淀可以產(chǎn)生ALH84001的碳酸鹽瘤體；對(duì)火星隕石的反射波譜研究，將對(duì)正確解釋火星探測(cè)器和飛船的大量遙感數(shù)據(jù)有重要的參考價(jià)值。樣本艾倫—希爾斯84001科學(xué)家們認(rèn)為“艾倫—希爾斯84001”中磁鐵礦成分不是來自于碳酸鹽，而來自于另外一個(gè)過程。對(duì)比地球上的現(xiàn)象，與在“艾倫—希爾斯84001”隕石中磁鐵礦成分相同的磁鐵礦晶體大多數(shù)由超磁細(xì)菌制造，因此通過生物模式得到是可行的?？茖W(xué)家們應(yīng)用最新的高分辨率電子顯微鏡得到的新分析顯示，“艾倫—希爾斯84001”隕石的磁鐵礦晶體結(jié)構(gòu)中約有25%是由細(xì)菌形成的。美國新墨西哥大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究人員3日?qǐng)?bào)告說，經(jīng)過約一年的詳細(xì)分析，他們確認(rèn)此前發(fā)現(xiàn)的一顆火星隕石屬于全新類型。這顆隕石名為“西北非7034”，重約320克，2011年發(fā)現(xiàn)于北非國家摩洛哥的沙漠地帶，歷史可以追溯到21億年前，即火星地質(zhì)史上的早期亞馬遜時(shí)代。根據(jù)火星表面單位面積上