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一顆隕石的滄桑史

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王道還｜中央研究院歷史語言研究所助理研究員

天外飛來的岩石，進入地球大氣層，成為流星，落到地上就是隕石。許多隕石來自小行星帶。一九八二年，一個美國科學團隊在南極搜尋隕石，結果找到了一塊來自月球的隕石。

那塊隕石重31公克，看起來就與其他隕石不同。由於美國太空總署的專家看過許多月岩標本，憑外觀就懷疑它來自月球，學者仔細研究之後，證實了這個推測。

消息傳出後，日本國立極地研究所的學者才恍然大悟，原來他們一九七九年就在南極採集到三塊月隕石了。後來學者還找到了來自火星的隕石。

現在，科學家研究過的月隕石大約有三十塊，大多數是在沙漠找到的。二○○二年一月十六日，瑞士伯恩大學的地質學家諾斯（Edwin Gnos）與兩位同事，在阿拉伯半島阿曼大公國境內的沙漠裡，也找到了一塊，重206公克，編號SaU 169。諾斯組成了一個國際團隊研究這塊月隕石，報告刊登於今年七月三十日出版的《科學》。

SaU 169與其他的月隕石極為不同，科學家不但揭露了它的來歷，還能推測它來自月球的那個地方。不過，這得從當年的阿波羅任務談起。

阿波羅登月任務

話說科學界對月岩組成的了解，源自當年阿波羅太空人採集的標本。

一九六九年七月二十一日清晨（台北時間），美國阿波羅11號太空船的登月小艇老鷹號在月球寧靜海成功著陸。六個半小時後，阿姆斯壯踏出了人類的一大步。此後，直到一九七二年十二月十二日凌晨，美國太空人登陸過月球六次，採集了不少月岩標本。

一開始，研究月岩的科學家非常驚訝，因為地質化學家所謂的「不和合元素」（incompatible elements，或稱不相容元素，不相容成分），在月岩中含量特別高，包括磷、稀土元素，以及三種在自然界存在的放射性元素：鉀、釷、鈾。（按，釷與鈾都屬於稀土元素。）

月岩的主要組成物是四種礦物，那些礦物在岩漿裡結晶出來時，「不和合元素」會集中在仍處於液態的部分。因此，一般說來，火成岩中不會有那麼多「不和合元素」。月岩標本透露了月球地殼已經演化到極為複雜的階段，換句話說，月球並不是個原始星球。

當年，阿波羅太空船繞月飛行時，以γ光譜儀掃描過月球表面，發現阿波羅12號、14號登陸地點附近，放射性元素含量特別高。不過，直到一九九八年，「月球測繪者」（Lunar Prospector）無人太空船以γ與中子光譜儀，對月球表面做了全面的地質化學分析，科學家才明白，原來阿波羅12號、14號、15號的降落地點，「不和合元素」特別豐富，而其他三次的登陸地點，也接近在地質化學上極為反常的地區。

專家綜合所有資料，推測月球形成地心、地函、地殼的過程，並不是對稱發展的。最後一團岩漿集中在月球近地面的西北象限，當時已含有豐富的「不和合元素」。那裡形成地殼後，遭過巨大小行星的撞擊，於是含釷量特別高的岩屑，四散到周圍地區。阿波羅登月小艇的登陸地點，附近地面許多岩石都是當年的撞擊熔岩屑，難怪釷與其他「不和合元素」的含量特別高。

大多數月隕石裡，釷的含量都不高，以質量計，通常低於百萬分之一，這些月隕石必然來自遠離月球近地面西北象限的廣大區域，尤其是背對地球的那一面。阿曼月隕石卻不同，它的釷含量高得離奇，其他「不和合元素」的含量也很高，甚至比阿波羅太空人帶回來的月岩高，因此科學家推測它必然來自月面上的釷熱點（釷最豐富的地點）。這可不算巧合：要是地球上的月隕石是代表月岩的隨機樣本，發現一塊標本出自那些熱點是遲早的事。

月球上的「海」

阿曼月隕石裡有兩種岩石，核心是撞擊熔岩屑，體積占87％，外面裹著地表風化層的岩屑。科學家仔細分析後，認為這塊月隕石經歷過四次撞擊事件才形成，以放射性元素定年法計算，那四次撞擊事件分別發生在三十九億年前、二十八億年前、兩億年前、三十四萬年前。不過，在討論那些撞擊事件前，我們得先談談月球表面的「海」。

月球表面有許多面積廣大的玄武岩平原，都以湖、海命名，例如老鷹號就在「寧靜海」登陸。事實上，那些地方原先都是巨大小行星撞擊出來的大盆地，與湖、海毫無關係。撞擊當時與後來，盆地邊緣的火山爆發，岩漿漸漸灌入盆地，才造成一片平坦的玄武岩平原。「寧靜海」西北的「雨海」（Mare Imbrium），直徑1,160公里，是月面上最大的撞擊盆地，正位於釷元素含量最豐富地區的中心。

滄桑史

學者推測，阿曼月隕石的歷史大概是這樣的：

首先，三十九億年前，一顆巨大的小行星造成了「雨海」。撞碎、熔化的岩石混合，再凝固，形成阿曼隕石的岩核。

二十八億年前，一顆小行星在雨海南方撞出拉藍德（Lalande）隕石坑（直徑25公里），深處的岩石都炸了出來，包括阿曼隕石的岩核，堆積在隕石坑四周，與當地的月球表土混合一氣。

兩億年前，另一顆小行星將阿曼隕石炸到地表附近（距地表50公分之內）。

三十四萬年前，又有一顆小行星擊中月球，造成一個直徑幾公里的隕石坑。這一次，阿曼隕石給炸飛月球。科學家仔細研究最新的月面照片，發現拉藍德隕石坑北北東方七十公里處，有個直徑三公里的年輕隕石坑，認為阿曼隕石可能是從那裡飛出月球的。大約三十萬年前，它落入地球引力圈；九千七百年前，墜入地球大氣層，落到阿曼大公國境內。

資料來源

《科學發展》2004年9月，381期，76 ~ 78頁

隕石(25) 火星(26) 標本(12) 小行星(19) 科發月刊(5210)

一顆隕石的滄桑史

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