其他星球上也有陨石吗

蒋云

什么是陨石？2000多年前，汉代史学家司马迁在《史记·天官书》中，只用寥寥数语便给出了其定义：“星坠至地，则石也。”意为来自外太空的岩石，经由地球大气层摩擦、燃烧后，坠落地表时剩余的碎片。

根据国际陨石公告，目前地球上收集到的陨石有7万多颗，其中99.8% 来自火星和木星之间的小行星带，只有0.2% 来自月球和火星。地球有一个比较厚的大气层，能将大部分坠入的陨石汽化，而且地表强烈的风化作用也能将其坠地的碎片分解。尽管如此，地球上仍能发现如此之多的陨石，那么，其他星球上是否也能发现陨石呢？

内太阳系的4颗岩石行星中，水星离太阳过近，金星的大气层过于浓厚，这两颗行星上暂无有关陨石的发现。岩石天体月球，其表面密密麻麻的撞击坑是40多亿年以来小行星或彗星不断撞击形成的，尽管撞击的高强度能量导致大部分物质汽化，但是相比地球，月球表面近似真空的环境使其更完整地保留了行星际物质输入的证据。火星的大气层稀薄，离小行星带比地球更近，理应有更多小行星陨石造访。而且由于月球和火星表面干燥的环境以及缺乏地质活动，掉在其表面的陨石能够保留的时间比地球更长。下面就列举一些迄今在月球和火星上发现的著名陨石。

哈德利月溪陨石

哈德利月溪陨石是1971年阿波罗15号任务期间在月球上邻近哈德利月溪的区域发现的，约2毫米大小，在带回地球的月壤样品中被识别出来。它是一颗顽火辉石球粒陨石，是在地球以外的太阳系天体上发现的第二颗陨石。

隔热罩岩陨石

隔热罩岩陨石是美国机遇号火星车于2005年1月在火星上发现的一颗篮球大小的铁陨石。机遇号完全是在偶然中发现这颗陨石的，因为它就在火星车丢弃的隔热罩附近（因此得名）。这是第一颗在地球以外的行星上发现的陨石，也是在地球之外的太阳系中发现的第三颗陨石。

黎巴嫩陨石

2014年，好奇号火星车在驶向夏普山的途中发现一块巨大的陨石，被科学家命名为“黎巴嫩”（又称“怪兽”）。其宽近2米，由金属铁组成，在其附近还有一个较小的块体。该陨石的发现地较平坦，没有留下撞击坑，可能是因为经过数百万年甚至数十亿年的侵蚀而被抹平了。黎巴嫩陨石是好奇号于2012年登陆火星后发现的第一块陨石。

卵石陨石

2016年，好奇号火星车在夏普山发现一块高尔夫球大小的陨石。好奇号搭载的化学相机第一次发射激光脉冲对其进行成分分析，确定为一块铁陨石，好奇号科学团队因其外观将其命名为“卵石”。

可可陨石

好奇号于2 0 2 3年1月2 8日又有新发现， 在夏普山的含硫酸盐区域发现一个银白色的“疙瘩”（直径约30厘米），在周围铁锈色的背景下格外醒目。通过好奇号搭载的化学相机发射的激光脉冲，确认其成分为铁、镍金属，并取名“可可”。

首块疑似地球陨石

在太阳系早期，由于受巨行星木星和土星轨道迁移的影响，内太阳系星体之间的相互碰撞十分频繁。既然月球和火星岩石能通过小行星撞击被地球捕获，那么地球岩石理应也有机会通过小行星撞击飞溅到月球和火星上。

阿波罗14号任务带回的岩石样本中有一个角砾岩块，编号14321，重约9千克。切开这块巨石，研究小组发现一个花岗质岩屑，其中包含两颗锆石。锆石是其形成过程中时间、温度和压力的忠实记录者，是研究类地行星岩浆演化历史的极其重要的矿物。迄今地球上最古老的岩石样品就是在澳大利亚杰克山发现的锆石，于44亿年前结晶形成。阿波罗14号任务带回的样品中发现的这两颗锆石大约有41亿年的历史，形成于太阳系早期被称为“晚期重轰炸”的动荡时期。

研究小组根据这两颗锆石中的钛元素含量，推测这个结晶压力对应月表以下170千米深度，而雨海附近的撞击坑深度只能达到30～70千米。然而在地球上，这个结晶压力对应的地下深度仅约20千米，这个深度很容易被撞击出来，从而有可能溅射到月球表面。另外，这两颗锆石对应的结晶温度和氧逸度指示是富氧和富水的环境，这在月球上是极其罕见的，但富氧、富水的环境在地壳中很寻常。因此研究小组认为，这两颗锆石是在地壳环境中形成的，受到小行星撞击后溅射到了月球表面，是其他星球上发现的第一块地球陨石。

也有观点认为，这两颗锆石代表的岩石样本是月球形成雨海盆地时的撞击碎片，即来自月球深部，而非来自地球。毕竟，地球有很厚的大气层，其逃逸速度（11.2千米/秒）比火星（5.0千米/ 秒）和月球（2.4千米/ 秒）快得多，因此在火星和月球上找到地球陨石的概率應非常低。

首次在月球背面发现陨石

嫦娥四号探测器于2019年1月成功着陆于月球背面的南极- 艾特肯盆地的冯·卡门撞击坑中，其搭载的玉兔二号巡视器随后对月表开展巡视探测。2021年，国家空间科学中心刘洋研究团队基于获取的具有超高空间分辨率的影像与光谱数据，首次在月表原位识别出了年龄在100万年以内的碳质球粒陨石撞击体残留物，这是国际上首次在月球背面发现陨石证据。碳质球粒陨石富含有机物和水，表明碳质小行星撞击可能至今仍在为月球提供水源。

小行星撞击贯穿了月球和太阳系其他类地天体的形成与演化历史。除了上述著名的陨石代表，以英国曼彻斯特大学乔伊教授为代表的学者在阿波罗 11号、12号、15号、16号以及月球16号带回的月壤中，发现了大量的微陨石（直径20～300微米），其中不仅包括地球上常见的球粒陨石和铁陨石，还有地球上暂时没有发现的富铱的铁陨石。

在太阳系早期，星体间的撞击规模大、频率高，随着时间推移，规模和频率虽然均大幅降低，但撞击依然在不断发生。统计数据表明，2009—2016年，月球表面新增加了至少222个陨石撞击坑，比研究人员预期的要多出33%，这意味着，“未来在月球上执行考察任务的航天员必要时还需要蹲下躲避太空岩石的迎头撞击”。由于月球没有大气对陨石进行减速，因此即便是毫米级的小陨石，也能像子弹一样高速度地长驱直入，对人员和设备安全构成巨大威胁，这将是中国未来建设月球基地不得不直面的重大课题。

本文转自微信公众号“中国科学院紫金山天文台”