洞悉盤古開天闢地的鑰匙 – 隕石

圖／陳君榮、黃克峻提供

本文談及隕石研究的簡史，以及不同類型隕石的特色與豐度。並簡要介紹本館蒐藏庫中最具代表性之隕石標本，包括知名的阿炎德碳質球粒隕石（Allende Meteorite）、姬比翁鐵隕石（Gibeon Meteorite）、艾斯奎爾橄欖隕鐵（Esquel Pallasite），以及來自月球與火星的無球粒隕石。它們的發現及其礦物學與地球化學特色是當今科學探索太陽系極為重要的線索。

從天而降的石頭

天上掉下石頭？希臘哲學家亞里斯多德（Aristotle）認為那些石頭不是真從天上來，而是遠方火山拋過來的。古羅馬自然學家老普林尼（Pliny the Elder）文稿中同時也記下天上掉下的磚頭、羊毛及牛奶！古人對於天上落下的石頭爭論不休且維持數個世紀，隨目擊的事件一件件累加，人們開始接受天上會降下石頭的怪事。爭議一直到 1803 年在法國的一場隕石雨才塵埃落定。法國科學家必歐（Jean – Baptiste Biot）研究今稱為 L’Aigle 的隕石，根據大量目擊紀錄、產狀而證明它們來自太空，自此開創了隕石科學的大門。今日的「隕石」學已是一門科學，隕石被認為是源自小行星、彗星、類隕石或古老星際物質，經穿越地球大氣層後而落地殘存的碎塊。

石有其名 – 隕石的命名與分類

隕石多以發現地點命名，於後加上數字（如 Allan Hills 84001）以區隔不同樣本。但若隕石為非現地發現，如西北非薩哈拉沙漠發現的隕石因沙丘移動而位移，命名則以西北非 North West Africa（NWA）為代號。傳統將隕石依金屬鐵與矽酸鹽礦物含量分為三大類：石質隕石（stony meteorites）、石鐵隕石（stony – iron meteorites），以及鐵質隕石（iron meteorites）。現代分類則將隕石分為三大「型」（type），分別為球粒隕石（chondrites）、無球粒隕石（achondrites）、原始無球粒隕石（primitive achondrites）。每一「型」下根據礦物組成、化學與同位素特徵，細分為「類」（class）；再根據特定標準隕石為基準而繼續細分為「族」（clan）、「群」（group）及「次群」（subgroup）。例如墨西哥 Allende 發現的隕石，即稱為 Allende 隕石，其分類依序大至小類群為：石質隕石（球粒隕石）型 – 碳質球粒隕石類 – Vigarano 族 – Vigarano 群。特殊來源的隕石會在分類中區隔開來，如月球、火星隕石即為月球族、火星族等。科學家依此將數以萬件的隕石分門別類，從中試圖了解隕石所帶來的訊息。

常見與罕見隕石？

根據 2017 年隕石學期刊資料庫統計，發現比例最高的為石質隕石，佔 95%；其次為鐵質隕石 4.1%；而石鐵隕石，只佔 0.9%。石質隕石雖佔多數，但多不大，因此若依重量估算，鐵質隕石相較之下則大得多。例如阿根廷 Campo del Cielo 隕石之碎塊最大個體達 37 噸，碎塊總重可能達 100 噸。鐵質隕石佔資料庫隕石中總重的 84.7%，石質隕石佔 11.9%，最後則是石鐵隕石的 3.4%。因此隕落事件中雖以石質隕石為主，但相較之下則以鐵質隕石樣本較易取得。細談分類中的隕石，最為罕見就應屬月球（0.5%）與火星隕石（0.2%）了。這兩類隕石都是月球／火星表面受大型撞擊事件飛濺出來的物質，與原始小行星碎塊比例懸殊，更別說要落到地球上，機率非常低！

科博館的隕石收藏

本館自創館後因教育與展示需求，亦網羅了數件國際相當知名的隕石。以下介紹本館蒐藏庫中 5 種最具代表性的隕石：

盤古開天闢地之時 – 阿炎德碳質球粒隕石 （Allende Meteorite）

碳質球粒隕石含有石墨、微鑽石、有機物等，科學家因此認為生命起源可能與這類隕石落入早期地球表面有關。由於它們的成分組成與太陽發散的光譜譜線一致，被認為是最原始、未分化的太陽系起源物質。阿炎德隕石是這類成員中最大的，超過兩噸的碎塊發現於墨西哥的沙漠中。由於標本較多，以及隕落時間恰巧為美國 NASA 阿波羅計畫才從月球帶回月岩研究的天文狂熱潮，成為世界被研究最仔細的隕石。近年於此隕石中發現含有太陽系形成前的古老礦物碎塊，並發現數種新礦物，包含了 2012 年才發現而命名的盤古石（Panguite）。科博館的阿炎德隕石是一個大型切開個體，其中明顯可見標準的球粒隕石構造外，亦可見白色不規則狀的團塊，這些白色團塊被稱為富鈣鋁包裹體（Ca-Al-rich Inclusions, CAIs），其內含有太陽系最古老的礦物盤古石。

窺見死亡小行星的內在 – 姬比翁隕石 （Gibeon Meteorite）

姬比翁隕石是世界上知名的鐵質隕石之一，目前已知碎塊總重達 26 噸。發現於非洲納米比亞沙漠，經切割蝕刻後有美麗且細緻的「韋德曼交紋圖案」（Widmanstätten Pattern）。這類構造為含鎳鐵隕石中常見且重要的辨識分類依據。鎳鐵隕石被認為是小行星的內核，它們經歷反應與分化，形成富鐵的內核與地幔、地殼。經漫長時間的冷卻、星體碰撞碎裂，富鐵核部的碎塊成為遨遊太陽系的鎳鐵隕石。科博館的姬比翁隕石收藏中有一大型切片，可見到此隕石非常知名的韋德曼交紋圖案，且此標本與眾不同的地方是其交紋圖案中間有個不連續面，可能為星體碰撞時產生的缺陷。

來自天上的珍寶 – 艾斯奎爾橄欖隕鐵 （Esquel Pallasite）

發現於阿根廷沙漠中的艾斯奎爾橄欖隕鐵（Pallasite）是石鐵隕石中最為知名的隕石。最吸引人的就是鎳鐵金屬中鑲嵌有碩大的黃綠色透明橄欖石晶體，被認為是已分化小行星的核 – 幔邊界的產物。其金屬部分因含鎳量甚高而不易氧化。此橄欖隕鐵流通於市面上的標本相當有限，尤其具黃綠色寶石晶體的特徵，使得它成為目前隕石收藏中昂貴且難以取得的樣本。科博館有幸於過去取得艾斯奎爾橄欖隕鐵主體的巨型切片，這美麗的標本是本館驕傲的收藏之一。

比黃金還貴重的石頭 – 月球隕石與火星隕石

過去在分類隕石的過程中發現一批組成非常獨特的隕石，由於其不具球粒構造而被分類為「無球粒隕石」（Achondrites）中的一員。最終因科學家將其與阿波羅計畫採回的月岩、火星探測衛星的光譜遙測成分資料對比，證實它們為月球隕石與火星隕石，是最稀有的隕石樣本，甚至被稱為比黃金還貴的石頭。科博館收藏的月球及火星隕石中有數個都是從重要隕石上切下的「大切片」。包括有代表月球表面暗色「玄武岩海」的「月球玄武岩海隕石」（Dhofar 287 Lunar Mare Basalt），以及月球高地的「長石質表岩屑角礫岩」（DaG 400 Feldspathic Regolith Breccia）。另外，火星隕石則以阿拉伯半島阿曼所發現的「火星輝玻無球粒隕石」（Dhofar 019 Martian Shergottite）最具代表性。

科博館未來還會陸續典藏重要隕石標本，並詳加介紹其在地球科學研究領域之重要性，除了可使大眾對隕石有更多興趣及瞭解，亦能對隕石之科學研究有所貢獻。這些蒐藏庫中珍貴的隕石標本未來將配合特展來與各位觀眾見面，敬請期待！