這陣子隕石熱,隕石展出現了很多「大隕石」,也有不少年輕朋友的網站投入隕石的研究,在推廣教育的觀點是好現象,然而主辦單位的嚴謹態度、專業性也十分重要。看到有許多有專業知識的學者、愛好者已急於踢爆那3.5公噸的大隕石,我原本不太想加入,然而到現在不見有關單位有任何更正或是進一步查證,所以余也只有說話了。

  要了解隕石所涉及科學較廣包括化學、物理、天文、地質這是基本的,對於動力學、熱力學、熱流學、流體力學更是不能少,如果基礎不夠,說研究也只是紙上談兵結果是空的。至於談到假隕石的製造,如果有這些基礎不錯,再加上心理學就帥呆了。

〈一〉流星的溫度:流星的溫度是決定產生隕石形態最重要的因素,這項溫度有兩個數值:第一個溫度是流星進入大氣摩擦生熱流星本身的溫度,這項溫度通常上升到一千多度C,之後隕石的種類就差不多知道;如果流星本身是堅固的玄武岩之類,便會先熔化,如此流星會很快因摩擦而縮小,直到與地球相撞時已所剩無幾,產生玻璃質隕石;如果流星組成岩石結構脆弱,在此溫度又因空氣阻力,則流星在高空即崩解成碎片,因此無隕石坑,產生的是石質隕石;如果流星具金屬核,因金屬導熱快、內聚力也較大,與空氣摩擦之高熱因表面金屬汽化把熱帶走,反而使流星在著地前保持部分固態〈入射角不要太大〉,撞到地球產生隕石坑。

  第二個溫度是因流星本身速度換算成的溫度,以氮氣而言在15度C時速度是340m/s,一般流星組成的分子〈或原子〉其分子量〈或原子量〉比氮氣大,也就是同樣的340m/s,流星的溫度較高,例如340m/s 的鐵塊溫度是290度C。一般流星撞地球的速度很多超過10km/s〈少說有5km/s〉,以這個速度換算成溫度,若以氮分子計算約為250000度C,若以鐵來計算是500000度C,這項溫度表示如果流星撞地球瞬間停止,要是不把熱分給其他物質,自己就會變那麼熱。〈此溫度與隕石撞擊地球時爆炸的中心溫度接近〉大家要知道,地球上沸點最高的物質是鎢為5655度C,就算是由鎢組成如此堅強的流星,撞下來如果不把能量分給其他物質,這些能量足足可以將自己化為雲消霧散多少次?〈因有汽化熱的關係,不是直接拿來相除,但也是很多倍。〉

  溫度與粒子的動能成正比,再乘上流星質量,便代表總能量。而由這項溫度的討論,便知道為何大隕石打下來形同原子彈、氫彈爆炸〈如西伯利亞的通古斯爆炸〉,更大的流星撞地球甚至會造成生物的滅絕。

〈二〉隕石形狀:知道流星的溫度遠比本身沸點高很多很多,便可以了解流星打到地球時必然粉身碎骨,不可能再呈現圓形,然而在某些國家生產的隕石多呈圓的,基本上是自己沒知識而把大家當白痴,沒學過理化的人若問他:凡物質受熱溫度必升高?他一定說「對」〈正確答案「錯」〉,如同生產假隕石者的心中:石頭大部分圓的,隕石這麼硬,打下來也應該保持圓的〈或扁一些〉。然而他們並不知道,隕石溫度那麼高,就算是鎢鋼、鑽石在這種溫度下早就是不堪一擊會雲消霧散,更何況是鐵鎳或是石頭?如何保持成圓形?

   圖一 鐵隕石: 這種形狀與表面比較像熔化的蠟潑在濕的沙上面結塊〈產地智利〉

圖二  玻璃隕石:原本就呈液態的流星打到地球反彈的液態碎片在空氣中凝固,坑不會太大,碎片較多。比較像水珠打到硬得表面反彈,形狀很醜〈台幣一元購得〉,但很真實。〈產地越南〉

〈三〉隕石的大小:有沒有3.5公噸這麼大的隕石?余不是看大小或是產地馬上給予否定,我們實際找案例說明,亞利桑那州的大隕石坑是大家都知道的大隕石坑之一,如下圖

   圖三 巴林格隕石坑,直徑1.2km目前深度150m

這個隕石坑中間找不到隕石,旁邊找不到碎片〈有說8公里外找到,可能性不大〉風化掉了嗎?4.9萬年不至於如此〈該地區很乾燥〉,也就是流星打下來的結果超出人的想像力,經研究流星撞下來時,周邊物質與生物瞬間蒸發,為什麼?因為流星速度達20km/s,換算溫度可想而知(2百萬度C),在余給一石城博物館的回函中,以為旁邊顆粒狀的碎片是隕石碎片,後來再查證是熔化的岩石濺出所凝結,至於流星跑到哪裡去?一部分蒸發,一部分碎片反彈落地最遠距離可達10000公里範圍很大不容易找〈應在1000至2000公里機率較大〉,只在8公里遠機率不高,最後一部分與地殼一起熔化結在一起,可能深達十多公里。也就是說用人腦想像不經科學分析是行不通的。

  如果速度比較慢的流星打下來,坑必然也不小,好比將此3.5公噸的假隕石從101大樓丟下來〈速度只有0.1km/s〉,坑恐怕就不小了;若有這麼大的隕石,從外太空打下來,除了坑大之外,周邊生態當時必然遭受到浩劫,而這麼大的隕石價格一定不錯,要把3.5公噸的隕石從邊遠的森林搬回來勢必十分不容易,但是用相機把發現的現場以及附近的生態林相拍個相片,並取一些岩石、植物化石標本卻是非常容易的事,有專業知識能分辨隕石的人,會不知道只有計錄這些資料才是必要的嗎?

〈四〉維德曼圖形:如下圖

          圖四  鐵鎳隕石中的維德曼圖形〈茶包提供,產地秘魯〉

維德曼圖形是鐵鎳隕石撞擊時經極高溫極高壓擠壓凝固時產生,目前人工無法做到,今有一塊3.5噸的大隕石,如願意破壞一小部份打開來看看,以便能證明它的身份,而證明之後即價值1億美金,有人會不想這樣做嗎?

  圖四~1這件隕石總重141公斤,被切成很多部分由各博物館收藏。注意邊緣的凹凸細小坑洞,表示當時與其他物質混在一起的情況。

以目前的科技要判斷物質是否經高溫高壓洗禮過,並非難事,十分容易做的。

〈五〉隕石的成份:人造隕石唯一比較能假的只有這項,即使如此拿到顯微鏡下看還是立即分辨。

  圖五  小塊的鐵鎳隕石:除鐵鎳之外還有鎵、鍺、鋨、銥等稀有元素〈產地納米比亞〉

   圖六  含有石質的鐵鎳隕石,這種隕石很容易氧化崩解,所以被密封起來〈產地堪薩斯〉

                             圖七  火星隕石,放大十倍,成份輝熔長石〈產地洛衫磯〉

流星的成份比例與地球不同,是因為沒有經過化學大反應爐作用,像銥元素比黃金還孤癖不與其他元素結合,使得它陷在地球中心,有些大原子序元素如鈾、釷能夠與較小原子序的元素結合則平均密度變小則反而會被岩漿帶上來,因此地殼銥含量很少,相對之下流星就沒有這樣的問題,因此銥元素含量會比較高。此外流星原來的環境沒有氧氣和水,所以一些元素在地球沒有以元素狀態存在,但在隕石卻很常見,例如鎵和鍺,就以鐵來說隕石帶來的自然鐵很常見,而在地球上找非隕石的自然鐵很不容易,使得在礦石市場上地球自產的自然鐵價位是隕鐵的3倍以上。

因此能通過化學成份檢驗,並不能證明為真隕石,若是假隕石只能說假造的人有常識,但是在前面討論的項目則是無法偽造的。

 

 

arrow
arrow
    全站熱搜

    neighbour1208c 發表在 痞客邦 留言(10) 人氣()