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美麗又神秘的太空寶石——橄欖隕鐵

11/3/2021

 
台灣遊戲團隊SIGONO最新太空冒險作品
《OPUS:龍脈常歌》,
不知各位玩過了沒?(小編可是哭得好慘……)
「龍脈」在遊戲裡是一種存在於行星之中的藍色礦脈。
現實中,科學家還真的發現了埋藏礦物的隕石!
且讓小編為各位介紹,
美麗又神秘的「橄欖隕鐵Pallasite」。
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Photo credit: Juan Manuel Fluxà via Flickr. CC BY 2.0

​橄欖隕鐵是在鎳(Ni)、鐵(Fe)基質中鑲嵌綠褐色晶體—--橄欖石(Olivine)而形成的。德國博物學家彼得.帕拉斯(Peter Pallas)於1749年首次描述了這種隕石,Pallasite正是以他的名字命名的。
 
截至2019年為止,地球上已知的5萬6千多顆隕石中,橄欖隕鐵僅約百件,在所有隕石中僅占2.4%,非常珍貴。2006年在美國密蘇里州發現了一塊重17公斤的橄欖隕鐵,當時價值就高達八十五萬美金,約等於台幣兩千七百多萬。
 
橄欖隕鐵根據氧同位素、礦物相和金屬成分的差異,又可分為主要群、鷹站群及輝石群三個子群,還有不屬上述三群的未分類群。9成以上的橄欖隕鐵被分類到主要群;鷹站群在成份上,銥(Ir)跟鎳(Ni)的含量比主要群高,氧同位素也明顯不同;輝石群的特徵則是輝石(Pyroxene)含量高,目前僅有兩個橄欖隕鐵屬於此群。
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Photo credit: James St. John via Flickr. CC BY 2.0

​橄欖隕鐵絕不只有收藏的價值,透過它,我們甚至可以知道外太空發生了哪些事。2013年美國羅徹斯特大學(University of Rochester)的地球物理研究組就曾通過二氧化碳雷射(Carbon dioxide laser)和磁場,對橄欖隕石深入研究,認為它們可能是小行星相互撞擊後的產物。
 
地核的主要成分是鐵和鎳鐵金屬,橄欖石則是地函岩漿高度分化而成的產物。起初,科學家認為是橄欖石受熱對流影響,下沉進入核心熔融態金屬中,又因浮力影響帶回地函,逐漸冷卻而形成橄欖石與鎳鐵金屬的混合體。
 
羅徹斯特大學的研究卻發現,橄欖隕鐵中的鎳鐵粒子具有良好的磁性,然而核函邊界溫度可高達攝氏930度,在這樣的高溫條件下,會因超過居禮溫度(Curie temperature, Tc)而破壞鐵磁性,這意味著橄欖隕鐵應在溫度較低的地函淺位中形成。因此,科學家們提出新的看法,認為橄欖隕鐵的形成是因小行星之間的撞擊,使熔融金屬核心注入另一顆行星的地函較淺處,與橄欖石混合。
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Photo credit: James St. John via Flickr. CC BY 2.0


期刊《自然天文學》(Nature Astronomy)於2019年9月23日發表一個新理論—--鐵火山作用(Ferrovolcanism),認為火山是有可能噴發出金屬的。這項理論或許可以推翻前述的橄欖鐵石形成原因,也能解釋第16號小行星靈神星(Psyche)為何具有獨特的金屬表面。
 
美國航太空總署(NASA)預計在2022年發射靈神星軌道衛星,並在2026年進行詳細的測繪工作。除了藉由靈神星表面重力的差異,能分辨內部的分層結構,若在表面發現橄欖石,那表示地球上發現的橄欖隕鐵可能都來自靈神星。儘管要花數年的時間才能收集到資料,但這都代表著我們離解開橄欖隕鐵的謎團更進一步了!
 
再偷偷告訴大家一件事,電影《超人再起》中,瘋狂科學家雷克斯偷走的「氪星石」標本因外型與橄欖隕鐵相似,就被博物館標示為「Pallasite」。
 



By飛向宇宙,浩瀚無垠的Ti小編
 

​

延伸閱讀:
DIY 星空瓶 Star Bottle
【LIS專欄】蝦米!人體也能鍊鑽石?
【女性化學家系列】晶體學專家 - 凱薩琳•朗斯黛耳
 

參考資料:
https://www.natgeomedia.com/science/article/content-9599.html
https://earthsky.org/space/cosmic-rock-found-in-farmers-field-worth-up-to-850000/
陳君榮、黃克峻:〈點石沉金:謎樣的橄欖隕鐵〉,《科博館訊》375期(2019年),頁5
張蕾:〈Cumulus Hills 04071 橄欖隕鐵〉,《天文愛好者Amateur Astronomer》03期(2006年),頁63
王亞男:〈驚人美麗與天文發現〉,《科學大眾》Z2期(2013年),頁49-50
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