

陨石是科学证据的小包裹,隐藏着深空的秘密以及生命如何在地球上播种。问题是,它们在被液态水和地球微生物污染之前很少被发现,这使得它们的价值大打折扣。因此,当2018年初一颗陨石坠落在密歇根州汉堡市的一个冰湖上,并在两天内被一位陨石猎人回收,然后带到芝加哥的菲尔德博物馆时,科学家们感到很着迷。他们蜂拥而至博物馆,研究这块异常原始的样本。
周二在《陨石与行星科学》杂志上发表的一项研究考察了这块太空岩石,确定了2600种有机化合物,并将该物质的年代测定为45亿年。这项工作是来自24个机构的29位科学家合作的成果,他们各自应用自己的技术来识别样本中的有机化合物。
坠落到地球的大多数陨石要么落在占地球表面70%以上的海洋中,要么落在无人居住的陆地区域,因此无人注意到。然而,这颗陨石却坠落在密歇根州,在坠落过程中甚至从芝加哥都能看到——10个不同州的674人报告了目击事件。随后,美国国家航空航天局的一架气象探测器能够追踪到它的位置,而正是一位陨石猎人——而不是科学家——从它坠落的冰湖上取回了这块岩石,并将其交给了菲尔德博物馆。正是这些偶然的事件使得这项研究成为可能。
研究人员在陨石上发现了2600种有机化合物,其中大部分是沉重、复杂的碳氢化合物。菲尔德博物馆馆长、该研究的首席作者Philipp Heck表示,认识到陨石含有有机化合物并非新事。这只是为现有理论提供了更多证据——即数十亿年前类似的太空岩石将有机物质带到了地球,而这些物质帮助我们星球上的生命得以孕育。
Heck说:“这实际上使得……陨石在向地球输送有机物方面发挥了重要作用的可能性大大增加。” 最终,这些有机物发展成了早期生命形式。
研究的作者们还通过观察岩石中的同位素,确定了这块岩石最初形成的母体小行星形成于45亿年前。他们通过分析陨石因太阳系普遍存在的宇宙辐射而发生的变化,确定了这块碎片约在1200万年前从母体上脱落。地球的大气层和磁场保护我们免受射线辐射,但在太空中,它们会轰击几乎所有可见的物体,改变和分解分子。
Heck说:“我喜欢用雨桶类比。当下午外面持续下雨时,你把一个水桶放在外面,等一段时间,然后把它收进来,再查看水桶里的水位,如果你知道下了多少雨,你就可以确定它在外面放了多久。” 因此,通过观察陨石中同位素的变化程度,他们就可以知道它在太空中漂流了多久。
据Heck介绍,陨石研究人员与其他科学家不同,他们依靠普通人来回收样本,而不是自己去寻找。这是因为陨石坠落到地球的方式是随机的、不可预测的。他说,如果没有陨石猎人Robert Ward和私人收藏家Terry Boudreaux,这块汉堡陨石可能在暴露于液态水并使其原始有机化合物与地球化合物混合之前就不会被回收。
Heck说:“公民科学家与科研机构之间的这种合作使得这项研究成为可能。”