科学家称，在撒哈拉沙漠发现的两颗陨石可能来自太阳系的类地行星

据美媒7月15日报道，研究人员怀疑，2023年在撒哈拉沙漠发现的两颗陨石可能原本来自水星，这使它们成为已确认的太阳系最内侧行星碎片中的首批。

水星是太阳系中研究最少且最为神秘的类地行星，它距离太阳如此之近，以至于即使对于探测器来说，探索它也十分困难。迄今为止，只有两艘无人驾驶航天器到访过水星——1973年发射的“水手10号”和2004年发射的“信使号”。第三艘“贝皮科伦坡号”正在前往途中，预计将于2026年末进入水星轨道。

科学家对水星的地质和成分知之甚少，也从未有机会研究过落到地球上作为陨石的水星碎片。相比之下，在陨石学会的数据库中，记录在案的来自月球和火星的样本超过1100个，该组织对所有已知陨石进行了编目。

这1100颗陨石原本是小行星撞击月球和火星表面时溅射出的碎片，在穿越太空后抵达地球。并非所有行星在发生碰撞时都会向地球方向喷射出自身碎片。尽管金星比火星离我们更近，但其更强的引力和稠密的大气层可能会阻止撞击碎片的发射。但一些天文学家认为，水星应该能够产生陨石。

“根据月球和火星陨石的数量，根据动力学模型，我们应该有大约10颗水星陨石，”英国开放大学无球粒陨石博士后研究员、6月发表在《伊卡洛斯》杂志上关于撒哈拉陨石研究的主要作者本·赖德-斯托克斯说。

“然而，水星离太阳近得多，所以任何从水星喷射出的东西也必须摆脱太阳的引力才能到达我们这里。这在动力学上是可能的，只是要困难得多。迄今为止，还没有人确信地识别出一颗来自水星的陨石，”他说，并补充说，到目前为止，也没有任何任务能够从水星带回实物样本。

赖德-斯托克斯表示，如果2023年发现的两颗陨石——被命名为西北非15915（NWA 15915）和卡萨尔吉兰022（KG 022）被证实来自水星，那么它们将极大地增进科学家对水星的理解。但他和他的合著者首先提醒，在将这些太空岩石与科学家对水星的了解相匹配方面存在一些不一致之处。

其中最大的问题是，这些碎片的形成时间似乎比水星表面本身还要早约5亿年。然而，赖德-斯托克斯表示，这一发现可能基于不准确的估计，因此不太可能得出确凿的结论。“除非我们从水星带回物质或访问其表面，”他说，“否则要确信地证明或反驳这些样本的水星起源将非常困难。”但有一些成分线索表明，这些陨石可能与离太阳最近的行星有关联。

水星起源的蛛丝马迹

这并非已知陨石首次与水星产生关联。此前最有可能的候选者，根据它引起天文学家的兴趣程度来看，是一块名为西北非（NWA）7325的碎片，据报道，它于2012年初在摩洛哥南部被发现。

赖德-斯托克斯说，那是第一颗可能与水星有关联的陨石：“它引起了很多关注。很多人对此非常兴奋。”然而，进一步的分析显示，其富含铬的成分与水星预测的表面成分不符。

最近，天文学家提出，一类名为aubrites的陨石——源自1836年坠落在法国欧布雷的一颗小陨石，可能来自水星的地幔，即地表以下的一层。然而，赖德-斯托克斯说，这些陨石与天文学家对水星表面的了解缺乏化学相容性。“这就是我们研究的样本如此令人兴奋的原因——它们具有近乎完美的化学成分，可以代表水星，”他说。

目前，关于水星表面和成分的大部分知识都来自美国宇航局的“信使号”探测器，该探测器从轨道上评估了水星地壳的构成。赖德-斯托克斯用包括电子显微镜在内的多种仪器分析了研究中的两颗陨石，发现它们都含有橄榄石和辉石，这两种贫铁矿物已被“信使号”证实存在于水星上。

新的分析还显示，太空岩石样本中完全不含铁，这与科学家对水星表面的假设相符。然而，这些陨石中只含有微量的斜长石，而斜长石被认为是在水星表面占主导地位的矿物。不过，最大的不确定性仍然是陨石的年龄。“它们大约有45亿年的历史，”赖德-斯托克斯说，“而水星的大部分表面只有大约40亿年的历史，所以存在5亿年的差异。”

然而，他认为，由于“信使号”数据的可靠性有限，这一差异并不足以排除水星起源的可能性。“信使号”的数据也被用于估计水星表层的年龄。“这些估计基于撞击坑模型，而非绝对年代测定，因此可能并不完全准确，”赖德-斯托克斯说。“这并不意味着这些样本不能很好地代表水星表面的区域，或是现代水星表面不可见的早期水星地壳。”

随着现在更先进的仪器可用，欧洲航天局的“贝皮科伦坡号”探测器将于2027年初开始研究水星，它或许能够回答关于水星的长期问题，例如它是在哪里形成的，以及它是否含有水。赖德-斯托克斯说，拥有被证实来自其他行星体的物质有助于天文学家了解早期太阳系构建模块的性质，而识别水星碎片将尤为重要，因为从离太阳最近的行星收集样本并带回的任务将极具挑战性和昂贵性。

行星形成的线索

美国宇航局“信使号”水星探测任务的首席研究员肖恩·所罗门在一封电子邮件中表示，他认为最近论文中描述的两颗陨石可能并非源自水星。所罗门是纽约市哥伦比亚大学的兼职高级研究科学家，并未参与该研究。

所罗门对其表示怀疑的主要原因是，这些陨石的形成时间远早于目前对水星表面岩石年龄的最佳估计。但他表示，他认为这些样本仍具有研究价值。

他补充说，“尽管如此，这两颗陨石与水星表面物质具有许多地球化学特征，包括几乎不含铁，以及富含硫矿物的存在，这些化学特征表明，水星是由化学还原性远高于形成地球和其他类地行星的物质的先驱物质形成的。在内太阳系的某个地方，水星先驱物质的残余可能仍存在于陨石母体中，因此，这两颗陨石可能对这些物质进行了取样，这一可能性值得进一步研究。”

所罗门还指出，要说服行星科学界相信陨石收藏中有来自火星的样本是很困难的，而且需要精确匹配它们的化学成分与“维京号”探测器拍摄的火星表面数据，才能说服研究人员进一步研究。他还补充说，直到20世纪80年代证实存在火星陨石之后，月球陨石才被广泛承认为陨石收藏中的一部分，尽管“阿波罗”和“月球”号任务在十多年前就带回了大量的月球物质样本。

所罗门说，一旦样本被确认来自某个行星体，它们就能提供轨道航天器进行遥感探测所无法获得的关键信息，如关键地质过程的时间、该天体内部熔化的历史，以及行星形成和早期太阳系过程的线索。

赖德-斯托克斯计划在本周于珀斯举行的陨石学会年会上继续讨论这些陨石。“我将与世界各地的其他学者讨论我的发现，”他说。“目前，我们无法确凿地证明这些陨石并非来自水星，因此，在那之前，我认为这些样本仍将是行星科学界争论的主要话题。”