飛了1700萬年終於到達地球,NASA花上百億美元就為了找它

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在太陽系中,金星和火星是離地球最近的兩顆行星,它們都是像地球一樣的巖質行星,而且還都在太陽系的宜居帶範圍內。但在地球上,透過天文望遠鏡很難看清這兩顆行星的表面究竟是怎樣,無法知道那裡是否存在生命。

進入太空時代之後,人類向金星和火星發射了一系列的無人探測器,有些甚至登陸行星表面進行探測。結果發現,金星和火星目前都不是宜居的星球。但由於金星上的極端溫室效應,整個星球的表面溫度高達464 ℃,環境更加惡劣的金星讓天文學家把目光轉向了火星。

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最近的一次火星探測器發射是在2018年,當時美國宇航局(NASA)把“洞察號”火星著陸器送到火星表面上。洞察號可以鑽探到火星地下,探測火星的內部結構,揭示巖質行星的起源之謎。

如果要更加深入研究火星,最好的方法之一是採集火星樣本,並將其帶回地球。畢竟,地球上的實驗室裝置齊全,可以對火星樣本進行全面分析。然而,要從火星取樣返回地球困難重重,目前人類還從未實現火星取樣返回。

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但好在人類還有一個機會來研究火星上的物質,那就是來自火星的隕石。在已發現的上百顆火星隕石中,艾倫丘陵隕石84001(ALH 84001)此前尤為受人關注,這顆隕石飛了1700萬年的時間,從火星來到地球上。

那麼,為什麼火星上的石頭會落到地球上呢?雖然火星比地球小很多,但它的引力足夠束縛住表面的岩石,到底是怎樣的機制讓火星岩石飛向地球呢?天文學家是如何知道哪些隕石來自火星呢?艾倫丘陵隕石84001又有什麼特殊之處?

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根據牛頓力學,地球上的物體只要初速度達到第二宇宙速度(11。2公里/秒),即便它後續沒有動力,也能逃離地球,不會被地球的引力俘獲,所以這個速度又被稱為逃逸速度。同樣地,火星也有自己的逃逸速度。由於火星的質量小於地球(約十分之一),引力作用更弱,所以逃逸速度較小,約為5公里/秒。

雖然火星上沒有人類這樣的智慧物種可以把物體送上太空,但太陽系中有大量的小行星和彗星,它們時常會撞上火星。在撞擊規模足夠大的情況下,爆炸產生的能量就能把火星上的岩石炸飛到太空中,它們的速度達到了火星的逃逸速度,可以擺脫火星的引力束縛。如果在太空中游蕩的火星岩石遇上地球,它們就會落到地球上成為火星隕石。

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此前,火星上的探測器已經分析了那裡岩石的元素及其同位素成分,天文學家已經知道了火星岩石的特徵。如果地球上的隕石擁有類似的特徵,就能知道它們是來自於火星。

鑑於火星隕石具有重要的研究意義,NASA主導的研究團隊啟動了南極隕石搜尋計劃。結果,科學家在南極洲的艾倫丘陵發現了一顆來自火星的古老隕石——ALH 84001。

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根據各種同位素的放射性定年法的測定結果,ALH 84001大約在1。3萬年前落到地球上。在此之前,它已經在太空中游蕩了1700萬年。也就是說,ALH 84001飛了1700萬年才與地球相遇,畢竟太空還是很空曠的。

經過進一步的分析,ALH 84001引起了天文學家的普遍關注,因為這顆火星隕石中發現了存在液態水的證據,它所包含的碳酸鹽可能是火星大氣中的二氧化碳和液態水在18 ℃的溫度下沉澱而成。ALH 84001最初的形成時間估計是在41億年前,那時的火星上還存在液態水。另外,科學家還在這顆隕石中發現了含氮有機物,這或許是遠古火星生命留下的。

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過去數十年,為了尋找火星上是否存在液態水和生命的痕跡,NASA向火星發射了不少的探測器,這已經耗費了上百億美元。如今在地球上,來自火星的隕石或能給予NASA想要的答案。