世上最貴隕石系列(一)——月球隕石

月球的吸引力

從古代嫦娥奔月開始,我們就暢想去廣寒宮和見見嫦娥,和吳剛聊聊砍伐桂樹的事,看看有沒有玉兔。隨著航天技術的發展,我們的“嫦娥”可以帶著我們的“玉兔”以及先進的儀器到月球的表面進行科學活動,包括全景相機、紅外成像光譜儀、測月雷達、粒子激發X射線譜儀等科學儀器,我國的首輛月球探測車就攜帶了這些高大上的裝備。蘇聯一共發射了24枚型號為“月球”月球探測器,其中“月球”16號探測器在到達月球后,用它自帶的的小勺挖了0。1千克的月球岩石樣品,並送回地面進行分析;“月球”24號探測器攜帶的挖掘機從月球表面兩米深處挖出了1千克岩石。蘇聯還成功地研製出一種新型的、功能比較全的探測器——“探測器”號,共發射了8顆這樣的探測器,這8顆探測器各有各的職責。美國進行過“徘徊者號”探測器、“勘測者”號探測器、月球軌道飛行器這三種探測器的研發。

世上最貴隕石系列(一)——月球隕石

嫦娥三號-玉兔號

月球成分

世上最貴隕石系列(一)——月球隕石

阿姆斯朗特

月球作為地球的衛星,我們可以接近的最近的天體,研究他有利於瞭解地球的形成演化;確定月球的形成演化和物質組成,是否有水的存在,以及研究太陽系的演化程序。但是透過探測器去獲得月壤或者月岩的代價不是一般的科研機構可承受的,一般都是國家出自研究,世界上只有俄羅斯(前蘇聯)、美國、中國(嫦娥五號)可以以一國之力達到,歐洲透過歐洲航天局可以達到。

月壤是覆蓋在月球表面上的一層直徑小於1毫米,具有黏性的細小粒子,在月球各處的厚度不同,薄的地方只有幾釐米,厚的地方有5-6米。如今已經知道,月壤中富集了大量的

氦-3

。據估算,月壤中氦-3的資源總量可以達到100萬-500萬噸。氦-3是一種清潔、安全和高效的核聚變發電的燃料。如果用氦-3進行核聚變反應發電,1噸氦-3就可以滿足全世界一年的發電需要。俄羅斯科學家發現,月壤中含有三種天然金屬元素:鈰、錸、鋅。在地球上,金屬鈰是透過人工合成獲得的,科學家還從來沒有發現過天然金屬鈰。金屬錸同天然金屬鈰一樣,在地球上也很罕見。

月球塵的成分是什麼?差不多有一半是玻璃狀的二氧化矽,這是流星撞擊月球造成的。幾十億年來,不斷的碰撞將月球表土熔化成了玻璃狀,又砸成細微的碎片。月球塵

富含鐵、鈣、鎂等金屬元素

月岩即月球表面的岩石,主要是月海玄武岩。自1969年美國“阿波羅”11號登月以來﹐共採回380多千克月岩樣品。按樣品的結構和成因可分為3類即:

結晶質火成岩、角礫岩、月壤或月塵

月球隕石

月亮遭受小行星撞擊從月球飛濺出來並隕落到地球上的岩石,是研究月球物質成分和演化歷史的重要物件。除了少量具有結晶結構的岩石型別以外,大部分月球隕石為碎屑岩,這些碎屑岩主要有三類:

高地斜長質角礫岩、月海玄武質角礫岩和高地斜長質-月海玄武質混合角礫岩。

世上最貴隕石系列(一)——月球隕石

月球表面

第一個月球隕石ALHA 81005發現於1982年,月球隕石為研究月球物質成分和演化歷史提供了重要的樣品補充,在全面瞭解月球岩石種類、月球表面稀有氣體成分、鬆散月壤如何成為固結的岩石、月球表面受衝擊歷史等方面也具有重要意義。

世上最貴隕石系列(一)——月球隕石

月球隕石

月球隕石

發現

月球隕石的發現開始於20世紀80年代。在Apollo和Luna計劃取樣返回10年之後,於1982年才確認第一塊月球隕石ALHA 81005。這塊隕石是美國隕石考察隊(ANSMET)在南極Alan Hill山區發現的,該隕石樣品被送往美國休斯頓空間中心進行處理和保管,由於該中心負責月球樣品處理和保管,研究人員熟悉月球樣品,他們在處理該樣品時發現其結構特徵與月球樣品非常相似,而促使他們考慮到ALHA 81005隕石可能來自月球。其實,在此樣品之前,日本南極考察隊在Yamato發現了一塊月球隕石Y791197,由於當時缺乏經驗,這塊隕石被誤認為是鈣長輝長無球粒隕石(Eucrite)。據確認時間順序,Y791197、Y82192和Y82193分別是第二、三、四塊月球隕石。此外,Y793169和EET87521隕石曾被誤認為是鈣長輝長無球粒隕石,後來被確認為月球隕石。

月球隕石稀少,發現過程非常緩慢。到1993年,才發現12塊月球隕石,而且主要來自南極,南極之外僅在澳大利亞發現一塊Calcalong Creek。到2000年,月球隕石數量達到了31塊,同樣,絕大部分來自於南極。由於Calcalong Creek隕石曾在市場上標價4萬美元/g,這激發了民間隕石愛好者對月球隕石的極大興趣,到1997年,在南極以外發現了第二塊月球隕石。2000年之後,民間在非洲沙漠地區尋找月球隕石取得了巨大成功,月球隕石數量和質量也隨著飆升。至2013年,已公佈發現月球隕石165個,總重量65。2kg,如考慮成對隕石,這些隕石代表了81次隕石降落,其中10個月海玄武岩、50個斜長巖、21個玄武質斜長質混合角礫岩。在數量上,32(塊(成對19塊)月球隕石發現於南極,其他148塊發現於南極之外的沙漠地區。在數量上,沙漠月球隕石佔月球隕石的絕大部分。

月球隕石的鑑定

我們先看一塊編號為MIL05035月球隕石的研究報告:

月球隕石MIL05035岩石型別上屬於普通輝石低鈦玄武岩,粗粒輝長結構,無角礫化。主要礦物為輝石(60。2%)、斜長石(27。3%)和橄欖石(6。05%),次要礦物為石英(4。36%)、鈦鐵礦(1。25%)和隕硫鐵(0。84%),含極少量富Ti、Fe尖晶石和磷灰石,廣泛發育由鈣鐵輝石+鐵橄欖石+石英組成的後成合晶三相集合體。輝石顆粒具有明顯的化學成分不均勻性和出溶片晶,核部相對貧鐵鈣富鎂(Fs30。2-60。8Wo14。2-35。0),邊部富鐵鈣貧鎂(Fs47。5-64。9Wo22。8-44。3)。熔長石化斜長石具有微弱的成分環帶,邊部相對富鹼金屬元素(Ab9。3-12。3,Or0。31-1。03),核部則相反(Ab7。6-10。6,Or0。12-0。36),含有未熔長石化的殘留斜長石。橄欖石具有粗晶橄欖石(Fa95。5-96。6)和後成合晶中細粒橄欖石(Fa88。9-93。5)兩種產狀。石英具有脈狀、團塊狀和蠕蟲狀等產狀:脈狀石英大部分轉變為二氧化矽玻璃,核部石英具有較寬的拉曼譜特徵峰(448~502cm-1),證明其經歷了衝擊變質與退變質作用。

世上最貴隕石系列(一)——月球隕石

月球隕石成分:分為火成岩和沉積岩兩大類,月球玄武岩是構成月球的主要岩石之一。礦物成分有黑雲母與金雲母。也存在黃鐵礦、黃銅礦、方黃銅礦、及尚不清楚的礦物。

月球隕石顏色:為黑色,白色、暗紫色、紫紅色、紅色、混合色等。

月球隕石結構構造:成斑狀結構的構造和杏仁構造十分普遍。

常見特徵:板狀或扁柱狀的單晶常為白色,具有板狀單晶的隕石中,常見六方晶體結構的石墨存在。月球隕石中具有角礫斜長巖的特徵,是確認月球隕石的重要科學依據。月亮隕石含有的金屬比普通球粒隕石要小得多,鐵含量遠低於1%。因此,他們充其量只有微弱的磁性。它不包含高濃度的鎳。此外,他們有類似陸地岩石的密度;

但一些在地球表面最常見的礦物質在月球樣品中是罕見或從未發現。它們分別是:石英,方解石,磁鐵礦,赤鐵礦,雲母,角閃石,和大多數硫化物。

建議去專業隕石機構(如北京天文館隕石實驗室)進行鑑定,畢竟天外來客,只有真正研究這些的大家才有把握,比如月球探測總工程師歐陽自遠。

參考文獻

王道德,林楊挺。 南極隕石研究的啟示 Ⅲ:南極月球隕石的綜述及其演化歷史[J]。 極地研究,1993,(02):1-20。

繆秉魁,陳宏毅,夏志鵬,姚傑,謝蘭芳,倪文俊,張川統。 月球隕石:月球的物質組成及其演化歷史的見證[J]。 極地研究,2013,(04):315-328。

陳宏毅,繆秉魁,謝蘭芳,夏志鵬。南極月球隕石MIL05035礦物學、岩石學及演化歷史[J]。岩石學報,2015,31(04):1171-1182。