文章转载自“格致论道讲坛”
我从2006年开始做陨石研究，
经手的陨石大概有好几千块，
但是在野外找到陨石的感觉还是特别难忘的。
胡森 · 中国科学院地质与地球物理研究所研究员
格致校园第30期 | 2022年7月23日 北京
大家好！我是胡森，来自中国科学院地质与地球物理研究所，非常荣幸给大家介绍一些关于陨石的故事。
陨石能告诉我们什么？
沿着陨石，我们可以追溯太阳系发生的很多事情。所以陨石是天上掉下来的星星，也是太空带给我们最珍贵的礼物。
那么首先来看什么是陨石。我们知道，陨石滑落天空的时候，会高速地穿过大气层摩擦生热，这个现象通称火流星。火流星没有烧完的、落在地球上的东西就是陨石。
大家可以想象一下陨石降落，是不是和看到的这张图是一样的？其实，我们的神舟飞船返回地球的时候，和陨石降落是同一个现象。我们也可以看到宇宙飞船发光，在飞船上也会产生部分烧灼痕迹，这和陨石是非常相似的。
▲石陨石
也正是因为这个过程，能让我们去区分什么是陨石，什么不是陨石。所有的陨石经过大气层的时候，它都会留下痕迹。烧蚀的痕迹会在陨石的表面上留下印记，形成一层黑黑的、薄薄的、1毫米左右厚的熔壳。
▲左：铁陨石
右：石铁陨石
科学家经过很多年的研究，发现陨石其实也分很多类。通过陨石中金属铁镍的含量，可以将陨石分成石陨石、铁陨石，还有右图这样非常漂亮的橄榄陨铁，属于石铁陨石。铁陨石里90%以上都是铁镍金属，我们可以看到一些它自身具有的独特特征（左图）。这些陨石基本上都是来自位于火星和木星之间的小行星带，因为这些小行星的轨道很容易受到其他行星的轨道扰动，落到地球上就变成了陨石。
▲左：月球陨石
右：火星陨石
最近几十年，科学家们也同时发现：除了来自于小行星的陨石，还有来自于月球和火星的陨石。对于我们的月球探测、火星探测，它们会告诉我们很多很多相关的故事。
那么接下来，如此神秘陨石具体能告诉我们什么？
这是一块非常著名的陨石。1969年，它降落在墨西哥的阿连德镇，所以也叫阿连德陨石（Allende）。这块样品最独特的地方在于它保存了太阳系最早形成的固体，就是图片中绿色箭头所指的，放大到右下角的CAI，也叫富钙铝的包体。它帮助科学家精确划定了太阳系演化的起点，得出太阳系的年龄是45.67亿年。正是因为这块样品这么独特，科学家们才能根据这块样品去追溯、去发现我们太阳系在45.6亿年前发生了什么事情。它也帮助了好几百位博士通过研究它拿到了博士学位，所以这是一块非常重要的标本。
人类去探测火星，其实最重要的目标就是探测生命。但是目前为止，火星陨石是唯一能在实验室开展研究的火星样品，预计到2030年左右，我们才能把火星样品从火星带回来。
这是1984年美国南极考察队在南极的阿伦山脉回收的一块样品，叫做ALH84001。在1996年，一个震惊全球的结果诞生了：在这块火星陨石中找到了化石！就是右图中像虫子的这个部分。找到化石就说明了火星有生命。不过，后续研究发现，右图中这个疑似虫子的东西还真不是化石，而是一个定向排列的碳酸钙，和生命没有相关性。但是，这个工作直接促进了人类对火星的探测，包括后面的机遇号、勇气号、凤凰号、好奇号、毅力号，也包括我们现在的天问一号，都是为了去火星寻找与生命相关的一些痕迹。
2011年，提森特陨石（Tissint）在摩洛哥降落，它在降落的时候就被人们发现了，所以它基本上没有受到地球有机物的污染，给我们提供一个非常好的机会来研究火星是不是曾经具有有机物或者生命。经过实验室分析发现，这块样品里面确实含有很多富碳的东西，可能是和生命相关的，这是我们目前为止能找到的最接近火星是否有生命的答案的证据。
所以说，陨石不仅可以探测太阳系是怎么来的，而且帮助我们更加了解月球和火星。
去哪里去找陨石？
已完成：30% //////////
前面提到的这些陨石，有我们找到的，也有很多是全球的陨石爱好者找到的。那么去哪里找陨石？任何人找陨石最先想到的可能就是南极。
首先，南极是块大陆，表面覆盖着冰层，冰层和陨石的颜色对比度很大，更容易发现陨石。第二，南极温度很低，石头落到南极的时候，不容易风化消失变成土。
但是，科学家们去南极找陨石也不是一帆风顺的。这是我们国家第四次格罗夫山考察队在南极找陨石的照片，大家都是猫着腰去找陨石的，特别投入。找到陨石的时候，都会留下发现者的名字。另外还有一件很有意思的事，南极有的区域找了三四次，每年都能找到样品，就像割麦子一样，每年都能长出一茬来。
我们将已找到的陨石区域投到南极的地图上，绿色的是美国队找到的样品，蓝色的是日本队，红色的是中国。我们中国队虽然只去了一个点，但在这一个点就找到了1万多块样品，是目前为止南极最富集陨石的区域。
从地图上可以看出来，南极陨石的分布是有规律的，不是随机分布的。那么为什么有的地方没有陨石，有的地方有而且这么富集？这可以用上面这张图来去解释它。所有的陨石落在南极的时候会被保存在冰层或者雪里面，长时间来看，南极的冰雪会像水流一样流动。那么特别是遇到山的阻挡的时候，冰相对于石头来说，更容易蒸发掉，直接参与了大气的循环，但是石头就保存下来了。这就是南极为什么会有这么多陨石的原因。
这是我们的两位工作人员，一位是机械师，一位是记者朋友，他们找完陨石最开心的时候。每人肩上扛了一袋子“天上的星星”，脸上泛出来最天真、最灿烂、最满足的笑容。
我也有一次亲身找到陨石的经历。说实话，我从2006年开始做陨石研究，做到了2010年的时候，我经手的陨石大概有好几千块，但是在野外找到陨石的感觉还真是不一样。
我们那次队里有10位队员，我排行老9。可能大家都看不清楚，都够黑的对吧。因为南极的那些自然条件，需要很多的防护装备。这一次组队也很有纪念意义，也是我们南极考察以来首次有女队员进入内陆考察。我们第一站设的目标就是南极格罗夫山的最高峰，叫做梅森峰。
这是梅森峰的照片，大家可以看到它周围全是蓝冰。我们当时看到山脚下布满了石头，心里哇凉哇凉的，这怎么能找到陨石？全是石头，相当于要在石头里面挑石头，跟海底捞针是一个道理。但是，在里面仔细搜索几遍之后，我们就发现说这石头也不错。有直接从梅森峰掉下来的，也有从别的地方搬运过来的。能把别处的石头搬运到梅森峰的脚底下，那么也可以把别处的落下来的陨石搬运到这儿。
所以我们还是怀着一颗坚持的心，希望能在这里找到陨石。在这个地方第一次找陨石确实很不容易，从早上到晚上，就在快结束、预计可能再干半个小时，要是再找不到就要回营地休息的时候，我们看到了一块样品。我第一次看到陨石，确实不太敢认，只是看着这块样品有点像。为了确认，我们赶紧把墨镜和风镜摘了，趴在地上看，最后发现了熔壳，才确定这是块陨石。所以我们赶紧跟我们队长说，队长，我们找到样品了，找到陨石了。
所以就有了图片中这块样品，还有它后续的一个新闻报道。去南极找陨石真是很有意思的一件事情。
在我们国内或者说在地球上，其实还有一个陨石的宝库：戈壁和沙漠。地球上表面积30%左右是被陆地覆盖的，这30%的区域又有很大片的面积是戈壁和沙漠，包括我们国家的西北以及西北非、中东、美国西部、智利的一些区域，都有很大面积的戈壁和沙漠。
2010年，我国新疆的哈密地区发生了陨石雨降落事件。它就像是一场雨，图片中不同的绿色圆点代表了不同的石头的重量，是沿着线分布的，总共发现了大概四五百公斤的样品。为了确认这件事情，我们也组了个队去考察。
这是我们当时去哈密地区的照片。相对于南极来说，去沙漠地区会比较容易。我们开着车，吃着火锅，唱着歌可能就去了。这就是当时的地形，这个地形对于戈壁来说非常普遍。但是可以看到底下山与山之间还是有一个洼地的，这个洼地里边可以看到有很多车跑过的痕迹。
我们也去跑了一下，很幸运的是，图片中这块陨石就静静地埋在车辙两米之外的地方，等着我们去发现。
这块石头也是沙漠陨石里非常典型的一个，很有特点。它有半截的部分是埋在沙子里的，由于它含有一些金属，落地后经历过地表水风化，形成了明显的锈迹。它另一面可见明显的熔壳，这个黑油油的区域就是陨石穿过大气层烧蚀留下的痕迹。
陨石能回答什么问题？
已完成：80% //////////
我们找到了陨石之后，其实还有后面的活儿，才是我们科学研究的重点。
▲左：野外（拍照，经纬度）
右：实验室（称重，拍照，物性测量等，切割，加工）
在野外发现陨石的时候，我们会先给陨石拍照，一般不会直接把它翻过来，要先记录它的经纬度、原始产状。之后我们将陨石送到实验室拍摄更精细的照片，给它拍特写。我们还要开展一些物性的分析。这个工作做完之后，那么我们就可以拿这个陨石去切割了，切割成不同的形状，把它制成不同形式的样品。
▲左：样品制备
右：显微镜、扫描电镜、探针等分析
接下来，我们就可以对陨石样品开展各种各样的分析，研究这块陨石是哪来的？是小行星、月球还是火星的？它发生过什么事情？或者说举个例子来说，就是我们前面提到的提森特陨石。这个提森特陨石降下来之后，我们可以知道它是陨石，但是什么类型的陨石是不知道的，需要做更详细的一些分析。
对我来说，我可能比较关注这个样品里面有没有水和有机质，一些研究者可能更关心其他方向的问题，从而进行更深入的研究工作。陨石还是挺神奇的一个东西，记录了太阳系演化的奥秘，在它的身上会发生很多的故事。
我们遥望星空的时候，也会回望地球。地球为什么会如此的特殊？其实是跟太阳系的演化是密切相关的。随着科技的进步，我们人类肯定是会摆脱地球的摇篮，那么我们去太空探索或者说在太阳系遨游的时候，我们要去探索什么问题？是去探索生命还是去探索别的东西？这也可以通过陨石的研究来寻找答案和线索。
另外一个可能还需要我们回答的问题，就是太阳系演化到了现在这个阶段，我们的地球未来会演化成什么样子，会演化成火星现在的样子吗？还是会演化成金星现在的样子吗？这可能需要几代人，甚至好多代人去探索。
所以说我们现在赶上了一个好时候，就是我们的征程是星辰大海。这是我们的可能，也更是你们的。
谢谢大家！
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