新知那些陨落带里的陨石我们是天生一对

　　陨石是流星体或小行星从地外空间穿过地球大气层经烧蚀并撞击地表后的残留体，能够为我们研究太阳系形成和演化提供重要的线索。
　　流星体在穿过大气层时会发生高温摩擦、气化，由于内部结构不均匀或存在裂隙，在降落的过程中可能会发生解体、爆裂。因此，最终落在地表的陨石很可能不止一块。在一次降落事件中陨落的来自同一流星体的所有陨石块体都被称为成对（paired）陨石，这些陨石分布的区域被称作为陨落带（strewn field）。从某种意义上来说，这些陨石才是真正的＂天生一对＂。
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　　01 ＂人证、物证＂俱全的目击型成对陨石
　　人们亲眼观察到流星体燃烧发光和降落的过程，并最终找到的相应陨石块体被称为目击陨石。确定目击陨石成对和分布区域是一件相对简单的事情，因为陨石降落地点周围的居民可以为陨石的陨落方向、空爆声音、亮度等提供＂人证＂。另外，随着现代技术的发展，雷达、CCD相机、甚至是日常的行车记录仪都可以为陨石的降落提供＂物证＂。
　　2013年2月15日发生在俄罗斯的著名的＂车里雅宾斯克陨石雨＂就是一次典型的目击陨落事件。当时，许多行车记录仪和监控摄像头记录下了陨落的景象。车里雅宾斯克陨石雨形成了一个长60-100千米、宽10-20千米的陨落带，回收陨石的总质量超过1000千克[1]。对于目击陨石不同块体，我们可以放心的去（嗑）相（西）信（皮），因为它们的成对是有＂人证、物证＂可循的。
　　左：行车记录仪拍摄的俄罗斯车里雅宾斯克陨石陨落过程；右：车里雅宾斯克陨石不同块体，它们均为成对陨石。图源：earthsky.org；meteorite-recon.com
　　02 发现型成对陨石的＂脱单＂之路
　　然而，目击陨石毕竟是少数。在国际陨石学会的官方记录中，目击陨石不到陨石总数量的2%。大部分陨石是降落地球很久以后，被发现和收集起来的。这些陨石被称作发现型陨石。
　　很明显，对于发现型陨石，我们既没有目击者也没有详实的影像和观测资料。在缺乏＂人证＂和＂物证＂的情况下，研究发现型陨石是否成对是一件相对复杂的事情。发现型陨石块体是不是就＂注孤生＂了呢？
　　别担心，我们可以运用其他手段帮助它们＂脱单＂。一般来说，判断陨石块体是否成对会综合考虑以下几点因素：
　　（1）发现地点是否比较接近或者具有一定的分布规律。
　　一般来说，流星体在解体后，大质量的块体比小质量的块体沿飞行方向飞行得更远。因此，如果陨石的分布没有受到后期搬运的影响，这些块体会沿飞行方向显示质量增加的趋势，且一般分布在几到几十千米长的椭圆状区域里。
　　例如，最近在我国新疆库姆塔格沙漠发现的Kumtag 016陨落带（该陨落带名称由质量最大的Kumtag 016命名）包含多块L5型普通球粒陨石，质量分布在0.5到153千克之间，目前总质量达550千克。这些成对陨石散落在一个10 3.5 千米的椭圆状区域中，并且从西北至东南方向呈现块体质量增加的趋势。目前，Kumtag 016陨落带是我国沙漠地区发现的最大石质陨石陨落带[2]。
　　新疆库姆塔格沙漠发现的Kumtag 016陨落带。绿圈指示形成Kumtag 016陨落带的陨石块体，灰色圈指示尚未分类的陨石块体[2]。
　　值得注意的是，虽然南极地区也有较多成对陨石，但是它们的发现地不代表陨落地点。由于冰盖中冰川的运动，陨石多在东南极四周和横贯南极山脉山前的蓝冰区或冰碛发生富集[3]。
　　（2） 陨石的类型、岩石矿物学特征和地球化学组成是否接近。
　　一般认为，成对陨石属同一陨石类型。由于成对陨石来自同一流星体，它们的岩石矿物学特征和地球化学组成等都应该较为相似。一般来说，在符合上述条件（1）的前提下，陨石类型稀有或者成分罕见的块体有较大概率是成对陨石。例如，我国新疆阿勒泰地区的Aletai陨落带，由28吨、23吨、18吨、5吨、0.43吨等多块大质量铁陨石组成，目前总质量超过74吨。该陨落带总长达430千米，从新疆木垒县沿西北方向一直贯穿至阿勒泰市附近，大大超过了常见陨落带的长度，成为世界上最长的陨落带。
　　这些距离相隔甚远的＂大块头＂之所以能被确认为成对陨石，是因为它们的＂DNA＂极其特殊。铁陨石可以被分为13个化学群。其中，IIIE群铁陨石是一个比较小众的化学群，目前仅有16个陨石个体。Aletai陨石不仅属于IIIE群陨石，而且成分和其他IIIE群铁陨石具有明显的区别。正是依据这独一无二的＂DNA＂密码，紫金山天文台的科学家们已经帮助这些块体成功＂脱单＂[4]，相关的最新科研成果即将出炉，敬请关（围）注（观）。
　　（3）陨石的宇宙射线暴露年龄和居地年龄是否一致。
　　宇宙射线暴露年龄指从撞击母体释放陨石暴露开始，到陨石降落到地球的时间间隔；居地年龄指陨石撞击地球和回收到陨石的时间间隔。在地外空间中，陨石会受到宇宙射线的轰击，并产生宇宙成因稳定核素（如，3He，21Ne等）和放射性核素（如，14C、36Cl等）。根据宇宙成因核素的丰度可以计算陨石的宇宙射线暴露年龄。陨石降落到地球后，地球大气屏蔽了宇宙射线的轰击，不同放射性核素会按照各自半衰期衰变，因此可以据此计算出陨石的居地年龄。作为同一次陨落事件的产物，成对陨石应该具有一致的宇宙射线暴露年龄和居地年龄。
　　如果下次你也有机会去捡陨石，留意看看有没有成对陨石哦，或许你也可以发现＂天生一对＂。
　　参考文献：
　　[1] Badyukov D. D., and Dudorov A. E. 2013. Fragments of the Chelyabinsk meteorite shower: Distribution of masses and sizes and constraints on the mass of the largest fragment. Geochemistry International 51: 583–586.
　　[2] Zeng X., Li S., Leya I., Wang S., Smith T., Li Y. and Wang P. 2018. The Kumtag 016 L5 strewn field, Xinjiang Province. China. Meteorit. Planet. Sci. 53: 1113–1130.
　　[3] 缪秉魁.格罗夫山陨石考察现状及其发展设想.矿物岩石地球化学通报，2015，34（6）：1081—1089.
　　[4] 王科超，徐伟彪.新疆发现世界最长陨石雨——阿勒泰陨石雨.科学通报，2016，61（1）：1—9.