1976年3月8日15時1分降落在中國吉林地區的一場世界罕見的隕石雨。隕石在地球大氣層中高速下降時,因受高溫高壓氣流衝擊而發生爆裂,它的碎塊象雨一樣散落到地面,這種現象稱為隕石雨。吉林隕石雨下落時,當地上空先出現一個大火球,很快分裂成一個較大的火球和兩個小火球,魚貫向西飛行。這個地區有100多萬人聽見火球高速飛行時由衝擊波發出的霹靂般的巨響。隕石雨分佈的地區,東西長約72公裡,南北寬約8.5公裡,面積近500平方公裡。這是目前世界上已知的分佈面積最廣的石隕隕石雨。共收集到大小隕石樣品100多塊,總重為2,700多公斤,其中最大的1號隕石重1,770公斤,是人類迄今見到的最大的石隕石。

  中國科學工作者對吉林隕石進行瞭現場考察和多學科的綜合研究,對吉林隕石的形成已有初步的認識。形成吉林隕石雨的母體是一顆在太陽系空間運行的重約5噸的流星體,它的運行軌道呈橢圓形,軌道的遠日距約4.2億公裡,近日距約為1.5億公裡。1976年3月8日15時,這顆流星體順著地球公轉的方向追上地球,進入地球大氣層的入射角約16度。進入大氣底層時,由於沖擊波的作用,它的表面物質受熱熔融、氣化,形成一個火球(稱火流星)。這時它的表面溫度約2,500~3,000K,周圍空氣的溫度在1萬度左右。它在距地面30公裡以上的高空為直線彈道,在23~17公裡高處發生多次小爆裂,而在約19公裡的高空發生一次主爆裂,於是,大小不同的碎塊以不同的速度和軌道向地面降落。在隕落過程中隕石經歷瞭復雜的受熱過程,因而在隕石的表面包上一層厚約1毫米的熔殼,熔殼上有各種形態的氣印和花紋。

  吉林隕石的87鍶/86鍶的初始比值為0.7011±0.0016,銣-鍶模式年齡為47億年。這說明在47億年前,組成吉林隕石的物質開始從太陽原始星雲中分離出來,逐漸冷卻。當溫度冷卻到大約2,000K時,高溫難熔元素逐漸凝聚,相繼形成碳矽石、石墨、鋯英石、鉻鐵礦等難熔礦物。冷卻到1,600~1,200K時,原始物質中大量的鐵、鎳金屬凝聚成鐵紋石和鎳紋石;鈣、鎂的矽酸鹽凝聚成輝石和橄欖石。冷卻到1,100~1,000K時,則形成斜長石、白磷鈣礦等副礦物。冷卻到1,000~570K時,形成隕硫鐵等硫化物。對吉林隕石中球粒的研究證明:星雲物質在凝聚中可能形成一些液滴,液滴旋轉、冷卻、結晶甚至相互碰撞,因而在隕石中可以觀測到內旋、重迭、撞裂的球粒。隨後,星雲中的各種凝聚物聚集成小的團塊,並形成各種含水矽酸鹽。殘留的二氧化碳、一氧化碳、水和氫等氣體,在各種催化物作用下,合成碳氫化合物。在吉林隕石中發現瞭11種氨基酸、嘌啉、色素、正構烷烴和異戊二烯烴等20多種有機化合物。不過,國內有些科學工作者對吉林隕石中是否存在有機化合物尚有爭論。星雲中的各種氣體、塵埃和小團塊,逐漸吸積成小的星子或隕石母體。根據吉林隕石測得的鈾-鉛年齡和鉛-鉛年齡為45~46億年,說明吉林隕石母體的固化年齡和地球、月球的年齡近似。吉林隕石的鉀-氬年齡為38~36億年,根據氬在隕石母體內的擴散丟失規律,計算出吉林隕石的母體大約是一個半徑為220公裡的小行星的一部分,它原來是埋在這顆小行星表面以下20公裡的深處。這顆小行星內部由於放射性元素衰變和其他能量的積累,溫度增高,在20公裡深處大約增高到1,000~1,100K,使某些礦物重結晶,礦物內的某些元素產生擴散平衡,玻璃質脫玻化並形成雛晶和微晶。對吉林隕石礦物和化學成分的綜合研究說明,吉林隕石屬於橄欖石-古銅輝石球粒隕石或高鐵群5型普通球粒隕石。對剩餘磁性、磁化率和居裡點溫度測定的結果表明,吉林隕石大約在42億年前已冷卻到850K,並獲得瞭磁化。吉林隕石中橄欖石的钚-鈾裂變徑跡年齡為40±1.3億年,輝石的年齡為39±0.4億年,說明吉林隕石大約在距今39~40億年前已冷卻到400~500K,足以保存礦物中的裂變徑跡。吉林隕石內氬的保留年齡為36~38億年,這證明在36~38億年以來,隕石已經冷卻到200K以下。通過對吉林隕石中鎳紋石的鎳含量和晶體大小的研究,計算出吉林隕石的母體大約每100萬年下降一度。

吉林隕石雨中的部分隕石

  吉林隕石的礦物和球粒,有遭到沖擊破裂的殘跡,說明吉林隕石的母體在太陽系空間運行過程中,曾經受到其他小天體的碰撞,母體可能經歷過多次破碎。根據吉林隕石中宇宙成因38氬的測定和計算,它受碰撞而脫離母體的時間,距今大約有100萬年。自此以後,它便單獨在太陽系空間運行,直到1976年3月8日進入地球大氣而化為一場隕石雨。(見彩圖)

吉林1號隕石 1976年3月8日隕落於中國吉林市郊,重1770公斤,是世界上已知最重的石隕石,標尺為30厘米 中國圖片社

中國科學工作者在考察吉林1號隕石 中國圖片社

  

參考書目

 中國科學院“吉林隕石雨”聯合考察組:吉林隕石雨的初步考察,《中國科學》,第1期,38~45頁,1977。

 《地球化學》,第1期(吉林隕石雨研究專輯),1978。

 《吉林隕石雨論文集》,科學出版社,北京,1978。