翻譯／邱淑慧左上圖：深藏的寶石 在偏光顯微鏡下，球粒隕石的薄片中有著珠寶般的顆粒，稱為球粒，是含硅礦物形成的小珠。儘管這個(gè)球粒隕石相當(dāng)美麗，它歸類于「普通」球粒隕石。 重點(diǎn)提要 ■球粒隕石的組成物質(zhì)和形成行星、衛(wèi)星、小行星和彗星的來源相同。每個(gè)類型的球粒隕石群組各有其獨(dú)特的質(zhì)地，以及成份特徵。 ■根據(jù)這些特性，作者和其他科學(xué)家大致推斷出各類球粒隕石的形成位置，以及在這些不同區(qū)域的相對塵埃豐度。 ■塵埃的分佈情形，類似于許多金牛座T型星周遭所環(huán)繞著、由塵埃和氣體組成的原行星盤。這類恆星是年輕版的太陽，年齡約100~200萬歲。這樣的相似度說明了，我們可以藉由金牛座T型星的系統(tǒng)，來深入探究太陽系早期階段的太陽和盤面。 我同情天文學(xué)家。無論是藉由電腦螢?zāi)簧系挠跋瘢蚴抢浔墓庾V儀處理過的光波，都只能遠(yuǎn)遠(yuǎn)地觀察他們所熱愛的恆星、星系和類星體。而我們這些研究行星與小行星的，卻常?？梢杂H手撫觸心愛的天體，探索它們最深層的秘密。大學(xué)時(shí)我主修天文學(xué)，曾經(jīng)在許多個(gè)寒冷的夜晚，透過望遠(yuǎn)鏡觀看星團(tuán)和星云，所以我可以作證：手上拿著小行星的碎片能在情感上獲得更大的慰藉，讓我們與看似遙遠(yuǎn)抽象的一切有了真實(shí)的連結(jié)。 最吸引我的小行星碎片是球粒隕石，自太空墜落的隕石中有超過80%屬于此類，命名緣由是因?yàn)閮?nèi)部含有球粒，也就是曾經(jīng)熔融的物質(zhì)所形成的小珠，通常比米粒還小，這種隕石在太陽系早期、小行星成形前就已存在。在顯微鏡下觀察球粒隕石的薄片，看來是如此美麗，絲毫不遜色于康丁斯基（Wassily Kandinsky）等抽象藝術(shù)家的創(chuàng)作。 球粒隕石是科學(xué)家所碰觸過最古老的巖石。放射性定年結(jié)果可追溯超過45億年前，那時(shí)行星還未形成，太陽系還只是一團(tuán)處處充滿擾動(dòng)、由氣體與塵埃構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)圓盤，天文學(xué)家稱為太陽星云。球粒隕石的年齡與成份顯示，它們與行星、衛(wèi)星、小行星和彗星一樣，都形成自太陽系的初始物質(zhì)。大多數(shù)研究人員相信，球粒的形成，是因?yàn)楦吣芰渴垢缓璧膲m埃團(tuán)塊熔化成許多液滴，這些液滴迅速凝固并且附著在塵埃、金屬與其他物質(zhì)上，形成球粒，后來聚集形成小行星，小行星間的高速撞擊使它們碎裂，最后有些殘骸就掉到地球上成為隕石。這些隕石吸引我的并不只是美麗的外觀，而是它們可是太陽系誕生時(shí)所留下的化石，可提供探索地球形成時(shí)的狀態(tài)很重要的線索。 然而就如同人類學(xué)家所知，發(fā)現(xiàn)化石只是重建歷史的第一步，還必須把來龍去脈交代清楚。不過要推斷不同球粒隕石的來源和誕生環(huán)境是有困難的，因?yàn)閷τ谶@些巖石的詳細(xì)構(gòu)造，我們所掌握的資料少得可憐。我在幾年前針對球粒隕石的物理性質(zhì)做了一次有系統(tǒng)的全面檢視，填補(bǔ)了許多關(guān)鍵性的空缺。根據(jù)這些資料，我建立了一個(gè)大致的圖像，描述球粒隕石所源自的古老星云構(gòu)造。 雖然只是粗略的圖像，但值得注意的是，圖像中的塵埃分佈情形，與某些金牛座T型星（T Tauri）的恆星系統(tǒng)相似。金牛座T型星有不尋常的亮度變化，而且有厚重的大氣籠罩，因此被認(rèn)為是年輕的恆星（或主序前星），多數(shù)有塵埃盤環(huán)繞。太陽星云的塵埃圖像與許多金牛座T型星系統(tǒng)的構(gòu)造吻合，這項(xiàng)結(jié)果支持一個(gè)說法，那就是太陽系這類行星系統(tǒng)的前身就是金牛座T型星系統(tǒng)。因此球粒隕石不但讓我們可以深入推測太陽系的過去，也提供了對銀河系其他年輕恆星系統(tǒng)的深入了解。同樣地，當(dāng)科學(xué)家探究這些系統(tǒng)的物理性質(zhì)時(shí)，也會對太陽系的小行星和行星的形成過程有更多了解。球粒隕石的特性 想要分析球粒隕石來探索太陽系的原始樣貌，行星科學(xué)家首先得準(zhǔn)確地衡量巖石的屬性。研究人員把球粒隕石分成12個(gè)基本類型，根據(jù)的特性有：整體的化學(xué)組成、混合的同位素（質(zhì)子數(shù)相同但中子數(shù)不同的元素）、球粒的大小、數(shù)量及類型，以及緊密包覆著球粒與其他物質(zhì)的塵?；|(zhì)多寡。因?yàn)槊總€(gè)類型的球粒隕石都有不同的物理、化學(xué)與同位素特性，因此一定是來自不同的小行星。為了解釋不同類型的球粒隕石最初是如何形成，研究人員發(fā)展出許多富有想像力的模型，其中牽涉到氣體擾動(dòng)、磁場以及落入星云中央盤面上的粒子速度等。然而，最后往往得到一個(gè)模糊的結(jié)論，就是各種球粒隕石是在「不同的情況」下形成的。 因?yàn)橄Ｍ梢愿_切掌握到底是什麼樣的不同情況，我從2009年開始埋首大量文獻(xiàn)資料，想要建立一個(gè)表格，列出球粒隕石主要類型的必要特性。一旦我手上有這樣的表格，就能找出每種特性之間的相關(guān)性，或許能揭示每個(gè)類型的歷史。但結(jié)果我所建立的表格中有超過一半是空格，看來有興趣蒐集這類資料的研究人員并不多。 于是唯一的選擇就是，我自己來。為了完成這個(gè)目標(biāo)，我把自己定在顯微鏡前，檢視了分屬不同類型的53個(gè)球粒隕石、共91片的巖石薄片。厚度僅30微米的薄片中，許多礦物變得能夠透光，于是我們得以研究它們的光學(xué)性質(zhì)。從這些樣本我們看到，球粒有各式各樣的大小、形狀、質(zhì)地和顏色。分析數(shù)千個(gè)球?？隙ㄊ呛芊爆嵉墓ぷ鳎沁@個(gè)在「顯微天文學(xué)」上的堅(jiān)持，讓我在短短幾個(gè)月內(nèi)把表格填滿了。我的發(fā)現(xiàn)并不能完全解決「不同情況」的難題，但是這個(gè)結(jié)果確實(shí)能夠更廣泛、更完善地解釋，不同類型的球粒隕石是來自太陽星云的何處，以及它們的局部環(huán)境如何。 首先來看看一種較少見的種類——頑火輝石球粒隕石，僅佔(zhàn)地球上發(fā)現(xiàn)的球粒隕石的2%。這些巖石通常是根據(jù)含量最多的礦物：頑火輝石（MgSiO3）來命名的，而且該礦物有兩種型式，依據(jù)含鐵量的高低分別標(biāo)示為EH和EL。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這些球粒隕石中含有豐富的氮、氧、鈦、鉻、鎳的特定同位素，和地球及火星相似，因此他們推論頑火輝石球粒隕石可能形成于火星軌道以內(nèi)，與其他球粒隕石類型被推論出的生成地點(diǎn)比較起來，顯然比較靠近太陽。 第二種稱為普通球粒隕石，共有三個(gè)不同但密切相關(guān)的群組，依照鐵的含量和型式分別標(biāo)示為H、L和LL?！钙胀ā怪傅氖浅霈F(xiàn)頻率，它們共佔(zhàn)所發(fā)現(xiàn)隕石的74%。這三類隕石的數(shù)量之多，顯示它們在太陽系中的形成區(qū)域，受到的重力會傾向把隕石丟到地球上來。 美國加州大學(xué)洛杉磯分校的華生（John Wasson）曾經(jīng)提出，普通球粒隕石是來自小行星帶（位在火星與木星軌道之間）中心朝向太陽的一側(cè)。小行星與太陽的距離約是地球與太陽距離的2.5倍，也就是2.5天文單位（AU），12年會繞太陽公轉(zhuǎn)三圈，木星距離太陽5.2天文單位，12年繞太陽公轉(zhuǎn)一圈。這樣的共振表示木星的巨大重力會經(jīng)常拉扯這些小行星，把許多小行星給拉到內(nèi)太陽系。瑞典的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，有數(shù)十個(gè)普通球粒隕石是存在于年齡4億7000萬年的巖石內(nèi)，這個(gè)跡象顯示，在地球46億年的歷史中，有超過1/10的歲月承受著球粒隕石的攻擊...... |
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