你注意過(guò)屋頂上或者路邊的細小塵埃嗎？或許，不起眼的它們中就有你曾想過(guò)要收藏的“天外來(lái)客”。提起隕石，很多人都有所耳聞。但是微隕石呢？中國科學(xué)院紫金山天文臺天體化學(xué)和行星科學(xué)實(shí)驗室副研究員廖世勇曾這樣描述過(guò)自己心目中的微隕石——容易湮埋于塵土，仍可閃耀與生俱來(lái)的光芒。

　　什么是微隕石？廖世勇告訴《科技周刊》記者，微隕石是指穿越大氣層到達地表的粒度小于2毫米的地外塵埃顆粒，直觀(guān)的理解就是“隕石的微縮版”。“微隕石最大的特點(diǎn)當然是小，憑借肉眼難以分辨。其實(shí)它們還有另外一個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)，那就是和常規的隕石相比，雖然我們很難察覺(jué)，但實(shí)際上更為常見(jiàn)，普通人也可以在身邊找到它們。”

　　微型“天外來(lái)客”， 

　　如何造訪(fǎng)地球 

　　眾所周知，隕石是地外天體的碎片穿越大氣層隕落到地球上形成的。微隕石的形成機制和普通隕石類(lèi)似，是脫離地外天體引力的碎屑或塵埃，在坡印亭-羅伯遜力和/或軌道共振作用下，向內太陽(yáng)系遷移，并被地球引力捕獲降落地表形成。

　　廖世勇表示：“在太空中，微隕石沒(méi)有經(jīng)歷與地球大氣層的作用，因此將它們稱(chēng)為宇宙塵埃可能更合適。”在太陽(yáng)系中，這些塵埃主要沿黃道面分布，彌漫于行星際空間。我們在地球上能夠觀(guān)測到的黃道光，就是這些細小塵埃對太陽(yáng)光的散射形成。不過(guò)，這些宇宙塵埃通常具有很高的速度，可能對沒(méi)有大氣層保護的天體和人造飛行物表面等造成破壞。

　　2018年，國際空間站曾出現輕微漏氣的情況，科研人員初步查找發(fā)現，可能就是太空微隕石撞擊空間站上對接的俄飛船出現微小裂縫所致。

　　當微隕石造訪(fǎng)地球時(shí)，它們的“殺傷力”幾乎降為零。因為粒度細通量小，通常情況下微隕石對地球的影響可以忽略不計，人們也難以感受到它們的存在。

　　但是，“人多力量大”也在微隕石身上得到了展現。廖世勇告訴記者，在一些特殊時(shí)期，比如4億多年前的一次直徑100多公里的小行星母體的裂解事件后，到達地球的微隕石通量突增了3-4個(gè)數量級，持續時(shí)間長(cháng)達數百萬(wàn)年。“有觀(guān)點(diǎn)認為，這種微隕石突增曾對當時(shí)地球古氣候、環(huán)境以及地球生命演化產(chǎn)生了重要影響。”

　　那么，流星雨和微隕石有什么關(guān)系呢？廖世勇解釋?zhuān)谌蚍秶鷥龋㈦E石和流星雨是沒(méi)有關(guān)系的，但局部則有。“微隕石就像下雪一樣，是小塵埃從小行星帶以及太陽(yáng)系更遙遠的地方降落到太陽(yáng)上，‘雪量’通常很穩定。地球只是捕獲到了其中很小一部分。而流星則像砸在地球上的雪球，會(huì )導致流星降落的那個(gè)小區域微隕石量急劇增加。但相對整個(gè)地球而言，它出現的概率還是低的，也不會(huì )導致整個(gè)地球的微隕石增加。”

　　微隕石自帶“擴音器”， 

　　或揭秘“宇宙大事件” 

　　“通過(guò)微隕石，我們能夠研究地外物質(zhì)類(lèi)型、來(lái)源和通量等信息，進(jìn)而獲得太陽(yáng)系形成和演化歷史的知識。”廖世勇表示。

　　從古至今，地球上降落的微隕石不計其數。不過(guò)，由于微隕石在地表環(huán)境保存時(shí)間有限，目前人們研究最多的還是現代微隕石，也就是降落時(shí)間大概在100萬(wàn)年以?xún)鹊奈㈦E石。“對于其他時(shí)代，比如幾億年甚至幾十億年前的微隕石，科學(xué)家是通過(guò)溶解相應時(shí)代的碳酸鹽巖地層獲得。因為這些地層已經(jīng)通過(guò)其他方式知道了年齡，所以我們也就能知道其中微隕石降落的年代了。要確定微隕石的來(lái)源，需要分析它們的元素和同位素組成，再與已知的源區進(jìn)行比對，從而推測微隕石最可能的太空來(lái)源。”

　　雖然微隕石身材“迷你”，但作為“天外來(lái)客”，它們經(jīng)歷的磨難并不少。廖世勇說(shuō)，相當一部分微隕石在進(jìn)入大氣層時(shí)會(huì )發(fā)生部分甚至完全熔融，因為表面張力形成了漂亮的球狀，同時(shí)成分和內部結構也發(fā)生了改變，這種一般被稱(chēng)為熔融型微隕石。當然也有不少“幸運兒”被稱(chēng)為未熔融型微隕石，基本原汁原味地保留了它們從遙遠太空出發(fā)時(shí)的信息，未熔融型微隕石也是科學(xué)家們最為青睞的類(lèi)型。

　　廖世勇表示，和那些體格碩大的“老大哥”隕石一樣，微隕石也能夠幫助人類(lèi)認識太陽(yáng)系的演化歷史，為研究地外物質(zhì)類(lèi)型、通量和源區性質(zhì)等提供重要信息。

　　除此之外，它們甚至還有些“老大哥”們沒(méi)有的“獨門(mén)絕技”。比如它們類(lèi)型豐富，能夠協(xié)助追蹤隕石所不能涵蓋到的源區信息；含有豐富的前太陽(yáng)系顆粒，能夠幫助我們探尋太陽(yáng)系的前世今生。甚至有科學(xué)家借助熔融型微隕石在穿越大氣層時(shí)與大氣反應所記錄的信息，還原了27億年前地球大氣層上部的氧含量，深入揭示了人類(lèi)賴(lài)以生存的地球大氣層的形成和演化過(guò)程。“所以，別看它們‘微不足道’，卻大有作為，不可替代。”廖世勇說(shuō)。

　　追問(wèn)隕石獵手， 

　　在哪里可以發(fā)現微隕石蹤跡 

　　科學(xué)家研究發(fā)現，每年降落到地球表面的微隕石總量超過(guò)千噸，然而考慮地球5億平方公里的表面積，這點(diǎn)重量的微隕石有如撒胡椒粉。“此時(shí)它的微小反而成了優(yōu)勢，因為這使得微隕石的降落概率變得相當‘親民’。據估算，在1平方米的地球表面，一年中會(huì )有1粒微隕石降落。”

　　微隕石愛(ài)好者戚浩存告訴記者，“親民”的微隕石無(wú)處不在，不論是在高山之巔、極地雪原、寂靜深海、還是繁華都市，都有它們的蹤跡。然而，要找到它們卻又是另外一回事。

　　地球上和微隕石粒度甚至形態(tài)類(lèi)似的塵埃顆粒，不管是天然的還是人造的，幾乎無(wú)處不在且數量繁多，少量微隕石雜處其中，要找到它們用大海撈針來(lái)形容毫不為過(guò)。“尋找微隕石最通常的地方就是屋頂及其排水溝內，采集顆粒樣品并逐步篩查，其中需要用到光學(xué)及電子顯微鏡。”戚浩存說(shuō)。

　　對于專(zhuān)業(yè)人員來(lái)說(shuō)，最容易發(fā)現微隕石的地方要數極地和深海沉積中了。“不過(guò)，科學(xué)家們最中意發(fā)現微隕石的地方是地球兩極，因為在極地遠離人類(lèi)塵埃污染，同時(shí)冰海雪原賦予了微隕石獨特的富集機制。微隕石降落到雪中后，逐年堆積壓實(shí)，密度變大形成富集微隕石的藍冰。通過(guò)融化藍冰，搜集固體殘余物，便能獲得豐富的微隕石。”廖世勇表示，“更為重要的是，冰川在緩慢流動(dòng)的過(guò)程中，在一些特定地區受到阻擋，會(huì )不斷上升消融，埋藏其中的微隕石會(huì )隨著(zhù)融水搬運，并在冰磧巖和基巖裂隙等處沉積富集。目前來(lái)看，極地發(fā)現的最多。深海軟泥中盡管也富集微隕石，但因為礦物容易發(fā)生蝕變不利于保存，所以略輸極地一籌。”

　　由于保存條件的限制，人們發(fā)現的大多是降落于100萬(wàn)年內現代微隕石，與地球45億年的年齡相比，不過(guò)瞬息。要想獲得更早的微隕石，就需要求助古老的沉積巖地層。目前，人類(lèi)發(fā)現的最古老的微隕石來(lái)自澳大利亞西北部Pilbara地區的灰巖，年齡是27億年左右。但遺憾的是，這些地層中發(fā)現的微隕石通常只是鐵氧化物顆粒，絕大多數曾經(jīng)的微隕石已風(fēng)化蝕變，杳無(wú)蹤跡。這使得我們想要知曉遠古時(shí)期微隕石的類(lèi)型和通量，以及發(fā)生在遙遠太空中的故事變得舉步維艱。

　　“或許在不遠的將來(lái)，我們能聆聽(tīng)到更多微隕石講述有關(guān)它們和宇宙的秘密。微隕石小而平凡，卻蘊含著(zhù)精彩的故事。”廖世勇說(shuō)。

　　本報記者 葉 真

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