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转帖:太阳系知识简介与陨石知识简介(下)  

2016-02-10 00:07:06|  分类: 冷眼向洋 |  标签: |举报 |字号 订阅

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太阳系知识简介与陨石知识简介(下)
(8) 太阳系行星的吸积形成位置与现有轨道形成 太阳系内行星吸积形成时的位置,并不是现在各大行星围绕太阳运动的轨道位置,而是比现在远的多。在行星的吸积形成过程,行星是一边吸积增大,一边随星云一起继续向外运动,一直到太阳对形成中行星引力作用产生的向心加速度,完全抵消行星从星云获得的向外移动速度为止。 但星云离开太阳表面向外移动,并不是因星云旋转速度,已大到可利用旋转离心力离开太阳表面造成,而是在行星赤道方向大气高速旋转产生的离心力、对流大气层内不断进行核聚变反应产生的外抛作用力,以及当时与之接近的另一恒星的巨大引力等,三者共同作用而爆发抛射离开太阳的,并且后二种作用力,在星云形成时起的作用也很大。 所以在星云内的吸积形成过程,形成中的行星,最初仍然会随同向外扩展直径的星云,一起继续向外运动,一直到单位时间内太阳对形成中行星引力吸引,产生的向心移动累积距离;开始大于单位时间内,形成中行星因绕日旋转与惯性外抛,而产生的向外运动累积距离时,行星就会开始由不断向外运动,转变为以螺旋渐入线方式,向靠近太阳表面的轨道移动,并且一边不断内移一边不断加速,一直加速到可使行星稳定围绕太阳环绕运动为止。这以后的行星,就会象现在一样围绕太阳进行稳定运动了。 考虑到45亿年前,当时太阳的质量可能要远大于今日,而在45亿年来,太阳的质量可能会因太阳风以及其它阶段性的强烈活动(例如第四纪与第三季边界与中新生代边界等地质沉积中出现同位素异常时段),而不断减少;而行星围绕太阳运动的运动轨道,在二者质量不变时则不会发生改变,这样地球等太阳系行星,最初进入的稳定环绕轨道可能比现在要离太阳更近一些,以后随太阳质量由于不断抛射物质而减小,行星围绕太阳的轨道应该在一定限度内适当远离太阳。
二、陨石知识简介
1、陨石的起源

(1)流星与陨石(陨星)
在美丽的星空下你举头仰望漫无边际的苍穹,繁星满天闪闪烁烁,这里是猎户星座,那里是仙后星座,在地平线遥远的北方,出现了大熊星座,在它"斗口"距离的三倍处,就是明亮的北斗星,它们离我们的地球是那幺的遥远,它们是太阳系以外的星球.
静静的暸望夜空,时而被一道道闪亮的弧形光线划破夜空,转瞬间又消失在黑喑之中,那就是流星.
流星是一种自然现象,在地球附近的宇宙空间中,除了行星外,还有许多星际物质,这些星际物质,小的似微尘,大的象一座山,它们在空间里围绕太阳旋转,按照自己的速度、轨道和一定的公转周期运行.
这些星际物质又可叫流星体,它们自己不发光,平时以每秒几十公里速度围绕太阳公转,并构成椭圆形轨道,当它们和地球公转球轨道相交时,就有机率形成流星体.地球的公转速度每秒达三十几公里,而流星体的速度要比地球的快一些,如果流星体是迎面而来,则以每秒七、八十几公里的高速穿过大气层,如果流星体是后面追赶上来,则以每秒十几公里速度进入大气层.
小流星、彗星撞击地球经常发生,据统计每昼夜有2400万颗流星进入地球大气层.在1833年11月的流星雨夜晚,有几千亿颗流星轰击地球,地球截茯的流星数量与从地球旁擦过而去的流星数量之比又微乎其微了.在地球周围行星星际空间的流星物质密度约为10-23g/cm3―10-21g/cm3之间,据统计落入地球的"宇宙尘雨"重量每年90吨,每天落入地面的高速流星物质重量10吨,低速流星物质重量400吨,以平均每昼夜到达地表的陨石达10吨计,那幺20多亿年前算起(和现在一样),则每平方公里有一吨之多,近乎10厘米厚的一层,俗述"园中之土充满陨石灰",但由于大气的屏障作用大多燃烧殆尽.
流星体与大气分子相摩擦碰撞,使空气产生电离并加热到几百、几千甚至几万度,在高温气流作用下,流星体产生燃烧、发光、气化,由于流星体远动过程是逐渐燃烧,沿途留下空气电离的余迹,一部分残留下来,坠落到地表就成为陨石.如果陨石在空中爆炸后象雨点状溅落,就称为陨石雨.
流星体在距地面110―130公里的高空开始燃烧发光,在80公里的高空基本燃烧殆尽,但少数流星体一直燃烧至离地面10―20公里上空仍未燃烧完毕,这时由于高度降低,大气稠密度增大,阻力加大,坠落速度减缓,这时在流星体表层形成约一厘米厚熔壳,由于又处于高压环境,熔壳常呈显手指状压入的沟槽状气印.
据资料统计每年坠落到地球上的陨石个数,<1kg19000±,>1kg4100±,>10kg830±,但大多数陨石坠入海洋及沙漠地带,被人们知晓和收集到的陨石非常之少,寥寥无几,粗略统计每年约有500颗陨石撞入地球能找到的仅20颗,因此显得稀有、珍贵.这些"天外来客"具有十分重要的研究价值,由于形态奇特和来源于宇宙,有增添了几分神秘感,也就成为人们的收藏和观赏之物,陨石又成为观赏石的一个重要门类.
(2)人们在观察中发现,在太阳的卫星——火星和木星的轨道之间有一条小行星带,它就是陨石的故乡,这些小行星在自己轨道运行,并不断地发生着碰撞,有时就会被撞出轨道奔向地球,在进入大气层时,与之磨擦发出光热便是流星。流星进入大气层时,产生的高温,高压与内部不平衡,便发生爆炸,就形成陨石雨。未燃尽者落到地球上,就成了陨石。
陨石是人类直接认识太阳系各星体珍贵稀有的实物标本,极具收藏价值。陨石多半带有地球上没有或不常见的矿物组合,以及经过大气层高速燃烧的痕迹。

2、陨石的分类
  陨石的平均密度在3~3.5间,主要成分是硅酸盐;陨铁密度为 7.5~8.0,主要由铁、镍组成;陨铁石成分介于两者之间,密度在5.5~6.0间。陨星的形状各异,最大的陨石是重1770千克的吉林1 号陨石,最大的陨铁是纳米比亚的戈巴陨铁 ,重约60吨;中国陨铁石之冠是新疆清河县发现的“银骆驼”,约重28吨 。陨石是来自地球以外太阳系其他天体的碎片,绝大多数来自位于火星和木星之间的小行星,少数来自月球(40块)和火星(40块)。全世界已收集到4万多块陨石样品,它们大致可分为三大类:石陨石(主要成分是硅酸盐)、铁陨石(铁镍合金)、和石铁陨石(铁和硅酸盐混合物)。
  陨石根据其内部的铁镍金属含量高低通常分为三大类:石陨石、铁陨石、石铁陨石。石陨石中的铁镍金属含量小于等于30%;石铁陨石的铁镍金属含量在30%——65%之间;铁陨石的铁镍金属含量大于等于95%。
(1)石铁陨石
  石铁陨石由铁、镍和硅、酸、盐矿物组成,铁镍金属含量30至65,这类陨石约占陨石总量的1.2,故商业价值最高。该类陨石含铁70%以上,其次为硅、铝、镍,主要矿物有锥纹石、镍纹石、合纹石等,次要矿物为陨硫铁、铬铁矿、石墨等。石铁陨石根据起内部的主要成分和构造特点分为:橄榄石石铁陨石(PAL)、中铁陨石(MES)、古铜辉石——鳞石英石铁陨石。
(2)石陨石
  石陨石上硅酸盐矿物如橄榄石、辉石和少量斜长石组成,也含有少量金属铁微粒,有时可达20以上。密度3至3.5。石陨石占陨石总量的95。1976年3月8日15时,吉林地区东西12公里,南北8公里,总面积500多平方公里的范围内,降一场世界罕见的陨石雨。所收集到的陨石有200多块,最大的1号陨石重1770公斤,名列世界单块陨石重量之最。吉林陨石表面,有黑色、黑棕色熔壳和大小不等气印。化学组成成分为Sio2占37.2,Mgo2占3.19 Fe占28.43。主要矿物有贵橄榄石、古铜辉石、铁纹石和陨硫铁;次要矿物有单斜辉石、斜长石等。石陨石根据起内部是否含有球粒结构又可分为两类:球粒陨石、不含球粒陨石。球粒陨石根据化学-岩石学分类被分为:E、H、L、LL、C 五个化学群类。E群中铁镍金属含量最高,形成在一个极端还原的环境中,其橄榄石和辉石中几乎不含氧化铁;C群中的铁镍金属含量最低(或不含铁镍金属成分),形成在一个相当氧化的环境中,其橄榄石和辉石中的氧化铁含量比值最高;H、L、LL群的形成环境界于E群和C群之间,其特点也界于E群和C群之间。无球粒陨石根据其氧化钙含量的高低分为:贫钙无球粒陨石、富钙无球粒陨石两个大类。贫钙无球粒陨石中的氧化钙含量小于等于3%;富钙无球粒陨石中氧化钙含量大于等于5%。
(3)铁陨石
  铁陨石中含有90%的铁,8%的镍。它的外表裹着一层黑色或褐色的1毫米厚的氧化层,叫熔壳。外表上还有许多大大小小的圆坑叫做气印。此外还有形状各异的沟槽,叫做熔沟。这些都是由于它们有陨落过程中与大气剧烈摩擦燃烧而形成的。铁陨石的切面与纯铁一样,很亮。铁陨石约占陨石总量的3℅。世界3号铁陨石于19世纪末发现于我国新疆青河县,大小为2.42×1.85×1.37,重约30吨。该陨铁含铁88.67℅,含镍9.27℅。其中含有多种地球上没有矿物,如锥纹石、镍纹石等宇宙矿物。
  铁陨石按其内部主要化学群的相对丰度和镍含量分为:
  I(A、B、C);
  II(A、B、C、D、E);
  III(A、B、C、D、E、F);
  IV(A、B)四个大类。
  陨石分类表
  大部分陨石是球粒陨石(占总数的91.5%),其中普通球粒陨石最多(占总数的80%)。球粒陨石的特点是其内部含有大量毫米到亚毫米大小的硅酸盐球体。球粒陨石是太阳系内最原始的物质,是从原始太阳星云中直接凝聚出来的产物,它们的平均化学成分代表了太阳系的化学组分。

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