科学家找到了大多数陨石的来源

科学家已经追溯到，过去4000万年中小行星带中的三次碰撞，形成了70%的陨石坠落。

我们终于知道大多数陨石的来源了。两篇发表在《自然》杂志上的研究论文追溯到，过去的4000万年间，小行星带中的三次碰撞，导致了70%的陨石坠落。此前，科学家只确认了6%的陨石来源，包括月球、火星以及小行星 4 号灶神星。

陨石在太空中漂流了许多年，最终从小行星带坠落到地球，而它们究竟来自小行星带的哪个位置，一直是个谜。即便是最常见的陨石类型，如H型普通球粒陨石（占陨石坠落的40%）和L型普通球粒陨石（占35%），以及其他150多种类型的陨石，其来源也一直未能明确。

“长久以来，科学界一直困惑于，为什么H型和L型普通球粒陨石占了地球上陨石流量的主导地位，而它们在太空中的小行星群中并不占据主导地位，”瑞典隆德大学的Birger Schmitz说。他与《自然》论文的作者们有合作，但并非共同作者。

现在，一个国际团队的详尽研究终于成功追踪到了大多数陨石的来源。研究人员首先收集了主带小行星家族的主要数据，这些家族的成员是很久以前从一个更大的天体分裂出来的。数据包括小行星家族成员的轨道、它们的红外光谱，以及它们暴露在宇宙射线中的信息。

接着，研究人员模拟了这些天体随时间推移的轨道运动，计算了它们的碰撞历史，以及它们暴露在太阳加热、宇宙射线、引力及其他可能改变轨道的力量下的变化。结果显示，有三组石质球粒陨石主导着目前的陨石流量：两组H型普通球粒陨石家族和一组L型普通球粒陨石家族。

在团队分析中至关重要的是，理解碰撞如何产生最初在相似轨道上的小行星家族，以及这些碎片如何随时间扩散开来。“我们已经锁定了主小行星带中的三个小行星家族，它们是当前坠落到地球上的陨石最重要的来源，”查尔斯大学（捷克）的一位研究领导者Miroslav Brož说，他的研究也是《自然》论文之一。

关于H型球粒陨石的两次碰撞发生得如此之近，以至于研究人员能够通过它们的轨道追踪家族的起源。较早的一次碰撞发生在760万年前，产生了与小行星158 Koronis轨道相似的天体家族。较近的一次碰撞发生在580万年前，这次碰撞使Koronis再次经历重大碰撞，分裂出较小的小行星832 Karin及其家族。

El Médano 128 陨石，一种普通的 L 型球粒陨石，2011 年在阿塔卡马沙漠发现

L型球粒陨石的来源更加复杂，可追溯到4.66亿年前的一次碰撞，这次碰撞曾给地球带来大量陨石，甚至可能在地球周围形成了一个暂时的碎片环。这次事件留下了一个与直径150公里的小行星20 Massalia相关的小行星家族，现在被认为是L型球粒陨石的母体。在另一篇《自然》研究中，由Michaël Marsset（欧洲南方天文台）领导的团队指出，过去4000万年内的第二次碰撞形成了Massalia家族的一个新分支。

这个L型球粒陨石家族与Brož研究中的H型球粒陨石家族一起，构成了当前70%的陨石来源。虽然那次碰撞发生得太久，无法通过小行星轨道数据精确测定时间，但其他技术表明，它一定发生在4000万年以内。

Marsset团队的广泛测量使研究人员能够识别一些较为罕见的陨石来源，将已识别的陨石来源比例提高到了90%。

这些陨石相对年轻，反映了小行星家族的生命周期。碰撞往往会产生一些较大的碎片，以及大量1米大小的碎片，这些碎片坠入地球大气层后成为陨石。较小的碎片则往往受到多种效应的影响，被从家族中“扫除”出去，包括太阳辐射压力和较大天体的引力牵引。随着它们逐渐远离原来的家族，这些较小的碎片可能会成为陨石。然而，经过数千万年后，剩下的可被扫除的小碎片已所剩无几。

另一个影响陨石群体的重要因素是陨石穿过大气层时材料的耐久性。例如，主带小行星中大多数是碳质小行星，但只有4%的陨石具有相同的成分。“我们认为这是因为碳质材料非常脆弱，容易在大气层中或热效应下碎裂，”Brož解释道。

《自然》论文的结果非常可靠，Schmitz说，但还不能算是实锤。“我们还需要实证，比如一艘航天器从Massalia家族的小行星上采集物质样本，这样我们就可以测量它的钾-氩同位素年龄，”他说。Schmitz虽然与研究团队有合作，但并非《自然》论文的共同作者。

“这些模型非常优雅，能够用一个模型解释多个关键观测结果，”芬兰赫尔辛基大学的Mikael Gravik评论道，他没有参与此次研究。“我认为这是一个了不起的成就，它将推动这一领域迈出巨大的一步。”

然而，他补充道，细节仍需进一步研究。“接下来几年里，验证这些假设的测试将会非常有趣。”