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  • 浩瀚宇宙的礼物——陨石

  • 作者:yswhxh    发布日期:2023-07-04 00:12:00  浏览量:6930

每年的7月至8月,我们都会迎来一年一度的英仙座流星雨期。作为北半球最知名的三大流星雨之一(另外两个是1月的象限仪座流星雨和12月双子座流星雨),英仙座流星雨的每次来临都受到天文爱好者和星空摄影师的追捧。

一、夏夜观流星 陨石落凡间

流星雨起源于太阳系内的彗星或个别小行星。英仙座流星雨的母天体是斯威夫特-塔特尔彗星,这颗彗星大约每133年绕太阳一圈。彗星由松散的冰物质、尘埃和小石块构成。每当彗星靠近太阳,其表面受到太阳辐射的热效应会挥发出许多的物质,形成长长的彗尾,并且随着运动,大大小小的尘埃颗粒会散布在彗星整个运行轨道上,这些尘埃被称为“流星体”。如果彗星的公转轨道和地球的公转轨道正好相交,当地球穿越彗星轨道时,就会闯进彗星留下的尘埃分布区,许多流星体高速进入地球大气层,产生了转瞬即逝的现象,流星雨就形成了。

“流星坠兮成雨,进瞵盼兮上丘墟。”古人观星要登高,选择开阔之地,如今,我们观星也是如此。在广阔的北方地区,沙漠、戈壁和草原等地带是非常合适的观星之选;在人口稠密、丘陵密布的南方地区,山区开阔之地则是不二选择。

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8月的夜空

MUSICWORM拍摄

从7月下旬到8月中下旬,地球逐渐穿越斯威夫特-塔特尔彗星尘埃密布之处,这段时间都算是英仙座流星雨的活跃期。到了8月13号前后,地球穿越尘埃分布最密集的区域,此时,从地球上看到的流星数量最多。而当母体彗星每133年回归,重新路过地球附近时,则会带来更密集的尘埃物质分布,这时候就更容易产生“流星雨爆发”的现象。

流星会在全天任何区域随机出现,我们无需对着流星雨的辐射点观看。英仙座流星雨有如下特征:流星大多呈黄绿色,亮流星比例较高,流星速度较快,接近60千米每秒。因此往往你刚刚意识到有流星划过,这颗流星就已经消失了。

流星体的质量通常很小,形成一颗肉眼可见的明亮流星,质量只需大约0.1克,类似一颗沙粒的大小。偶尔也会有尺寸更大的流星体闯入大气层,产生的亮度超过金星,甚至能与月球一较高下。超亮的流星被称为“火流星”。火流星是流星现象中的精华,它的出现往往令人印象深刻。有时火流星还会伴随着碎裂、响声,甚至会有未燃尽的流星体落到地面上,而这就是 “陨石”。

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可辨识融壳、流纹的陨石

北京轩辕十四珠宝公司提供图片

星际空间的尘埃微粒,如果过小就不足以产生流星现象,而是以尘埃的形式飘浮在大气中并最终落到地面,这一类尘埃颗粒被称为“微陨石”。每年降落到地球上的流星体,包括汽化物质和微陨星,总质量约有20万吨之巨!这数据乍听起来似乎有些吓人,让人不禁疑问,流星体下落会是否会造成地球“体重”增加?据科学家分析,在50亿年时间内,流星体的总量使地球质量增加了两万分之一,相当于体重100千克的大胖子增加了0.005千克,可见,实在是微不足道。

流星体是穿行在星际空间的尘埃和固体小块,数量很多,沿同一轨道绕太阳运行的大群流星体,称为流星群。在笔者看来,流星体 、流星(火流星,流星雨)、陨石是一个原始宇宙体的“三生三世”。

二、星外有来客 浑厚自天成

(一)陨石的形状和颜色

地球上收集到的陨石具有不规则形状。陨石初次爆破后,在陨落的过程中与气流剧烈摩擦,产生的高温、高热致使陨石外部元素熔融。不同爆破高度产生的陨石外形也会有差异。高空爆破陨石,其边际多是圆滑的。低空爆破或陨石在陨落进程中发作磕碰致使的次爆破,则会让陨石的边际相对更为尖利,甚至边角整齐,也会出现刃面尖利的情况。

通常情况下,陨石的颜色多是黑色或褐色,极个别陨石则是蓝色、黄色和赤色。

(二)陨石的种类

从成分和结构看,陨石的种类很多,大体上可分为四大类:球粒陨石、非球粒陨石、铁陨石和石铁陨石。

1.球粒陨石

球粒陨石是最主要的陨石种类,在目前已知落下并找到的陨石中,球粒陨石落下的次数占到八成以上。

球粒陨石有一个重要的特点是它们的内部一般都含有许多球状颗粒,球粒直径从零点几毫米至几毫米。这种球粒结构很特殊,还未在地球上找到有类似结构的岩石。在球粒陨石内部还有一些金属镍铁颗粒和闪亮的、金黄色陨硫铁颗粒。

2.非球粒陨石

非球粒陨石主要也是由硅酸盐物质组成,但陨石内部并无球粒,其成因与球粒陨石有较大差别。

3.铁陨石

铁陨石主要由金属铁镍组成,看起来就像一块铁。铁陨石的一个重要特征是镍的含量比地球上自然铁的镍含量高出许多。由于铁陨石中镍的含量较高,因此可以说它们是一块块天然的“宇宙合金”。

地球上的岩石与铁陨石相近的有灵璧石。虽然粗看形似,但细观会发现灵璧石具备油脂光泽,而铁陨石是金属光泽。

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灵璧石

4.石铁陨石

石铁陨石的硅酸盐物质与铁镍物质含量差不多,是石块和铁块的混合体。它们有多种形态,其中一种叫橄榄陨铁,它好像一块铁海绵,空洞为圆形或多角形玻璃状矿物——黄绿色橄榄石的(石质)颗粒所填充。另一种叫中陨铁,“身体”是石质(硅酸盐)的,全身散布许多镍铁颗粒。

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橄榄陨铁

北京轩辕十四珠宝公司提供图片

陨石原石无定形,颜色暗淡,沉甸甸,没有常规的美感,但是追求“返乎自然”“不识不知”“无为而治”的藏家们就喜欢这种以“无形”连成一片的物质,其粗犷沧桑的模样,有关西大汉的豪放。“陨石有人之气质而无实形”,观石时久,心似乎也融入无形,大有越过地球,遨游九天之妙感。

三、记录万物之始 见证地球成长

今天我们已经认识到陨石是太阳系起源的历史见证者,它跨越时空,为我们带来重要信息。陨石也是地球起源的见证人。陨石是能用放射性方法测得的最古老的岩石,它的年龄与地球相近——45.5亿年,可以说陨石是我们所知最古老的太阳系“化石”。

陨石不仅造访了地球,太阳系中的其他行星及其卫星上也都有陨石的足迹。月球上不少环形山就是陨石的撞击痕迹,撞击之后形成的陨石坑被称作“月海”。金星是一个大小和密度都与地球相似的行星,其表面有很多环形地貌,陨石坑比地球表面的多,但比月球、水星或者火星则少得多。木星的卫星也有观测到陨石坑。土星的卫星分布着许多陨石冲击坑、大断裂。

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陨石吊坠

北京轩辕十四珠宝公司提供图片

地球曾经受到过直径大到100千米的固体物质的连续撞击,使得表面变得像被重炮部队连续轰炸后的战场。巨陨星冲击地球后,形成巴黎盆地那样规模的大盆地;中等陨石冲击后,形成半径为1千米左右的陨石坑;至于那些小陨石虽然比大陨石还多,但冲击后只留下无数直径米级的砸痕。每次陨石冲击后形成的冲击构造,又被后来的陨石再次冲击时砸毁边缘乃至遁为无形。今天地球上留下的陨石坑之所以没有月球上那么明显可见,是因为地球是一个十分活跃的行星。后期的地质活动抹去了地球早期的景观痕迹。不过人们在开发地球资源时,仍然发现了星星点点的陨石痕迹,比如美国亚利桑那州那个巨大的陨石撞击坑。

在密集的陨石撞击下,地球的内部也在运动和凝聚。历经漫长的地质演化,无机物转化成有机物,逐渐形成新的化学物质。有生机而且活泼的地球在太阳系变得格外有趣而例外,创造了生命,诞生了人类。人类又反过来研究地球,探索太阳系和宇宙。


四、陨铁腹内金丝铁线 大马钢寒波纹漾漾

铁陨石表面有一种特殊的印记,人们将其表面磨光,再用酸溶液把这种光面浸泡,铁陨石就会露出一种呈交叉网状的花纹—— “魏德曼”花纹。这种特殊花纹不曾出现在地球上的自然铁中。研究发现,熔化的镍铁在异常缓慢冷却的条件下,才会结晶出这种结构。据推测,这个过程发生在较大小行星的核心,经过熔化下沉到这里的镍铁被上百公里的熔化岩石层包围着,热量不容易散发出去,只能很慢地冷却、结晶。

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铁陨石

北京轩辕十四珠宝公司提供图片

“魏德曼”花纹中包括两种物质:铁纹石和镍纹石。铁纹石属低温铁镍相矿物,呈现典型的金属灰色;镍纹石为高温铁镍相矿物,呈黑色、黑褐色,不透明,大部分以熔壳球状产出。铁纹石与镍纹石温相不同,硬度不同,抛光与酸洗之后形成凹凸的线槽。在不同方向光照下,我们可以观察到两种条纹明暗交替的细微变化。

“魏德曼”花纹也称为“汤姆森结构”或“维斯台登结构”,纹路清晰明朗富有几何艺术的美感,更重要的是它贯穿于整个铁陨石,无论从什么角度做何种切割,用弱酸冲洗一下,都能在切口处看到这种花纹,这是铁陨石的“胎记”。

正是由于镍纹石的存在,让我们看到了 “魏德曼”花纹这种特殊的金属结晶结构。目前在地球上没有发现带这种纹样的物体,哪怕是在实验室中也无法合成。如果一定要找一个跟它接近的,就只能搬出“大马士革”纹了。

古代的炼钢技术比较落后,生产出的单体钢性能较差。因为无法去除磷、硫等杂质,热处理工艺又不够成熟,所以,一旦单体钢的含碳量低了,硬度就不够,而含碳量高了,又比较脆,容易折断。为了使制出的刀剑既有较高的硬度,又有良好的韧性,古人将两块含碳量不同的钢合在一起进行反复折叠、锻打。含碳量不同的钢,颜色是不同的,因此经过反复折叠、锻打的刀身会有花纹。最初花纹完全是随机的,并没有任何规律。后来,为了使刀美观,工匠们便试图控制花纹的图案,逐渐掌握了用不同的折叠方式锻打刀身的技巧,使做出来的刀呈现不同的花纹。


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大马士革刀

画戟 梁川

大马士革钢也是如此。大马士革钢又称为结晶花纹钢,是古代粉末冶金和锻造技术的结合。其花纹基本上是两种性质不同的材料,亮的地方是纯的雪明炭铁,其硬度比玻璃还大;暗的地方则是铁。在韧性高的铁里均匀散布着比玻璃还硬的雪明炭铁,使得大马士革钢刀可以具有非常锋利的刀锋和非常坚韧且不易折断的刀身。

中国古人所说的“镔铁”是另一种花纹钢,这种钢材在铸造过程中会因天然结晶而形成花纹。在印度,这种钢被称为“乌兹钢”。乌兹钢的性能十分优异,说它削铁如泥也不为过。花纹钢在铸造过程中因结晶形成的花纹和经折叠锻造而成的花纹,两者形态不一样,前者呈不连续的细沙粒或蝌蚪状的点,后者为弯曲的线条。


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陨石吊坠

北京轩辕十四珠宝公司提供图片

不管是铸造花纹还是折叠锻造花纹,虽然漂亮,但总有人为的匠气,“魏德曼”花纹这种经几千万年甚至上亿年形成的天然纹路,则更具独特的自然魅力。这也为陨石首饰的设计提供了更多的看点。

五、纵横交错经天纬地 点线描绘万物生发

当我们眯起双眼去观察一幅画作,就会发现所有视觉元素都被简化了。点、线、面其实就是把图形、图像等视觉信息进行概括之后所提炼出来的设计要素。

由于点是宇宙的起源,它是最基本的组成元素,通常被看作零维对象;线被看作一维对象;面被看作二维对象。点动成线,线动成面。如果说“点”是静止的,那么“线”就是点的移动轨迹。点、线、面在物理学和几何学中是有大小的具体图形,但在美学中,则“无形”“无体”。

在陨石原石的切面中也可以看到点、线、面。球粒陨石内部一般含有许多球状颗粒,这些颗粒直径从零点几毫米至几毫米,让球粒陨石看起来是无数点的集合。中陨铁则“身体”布满镍铁颗粒。

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球粒状陨石切片

北京轩辕十四珠宝公司提供图片

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无结构陨石的原石表面

北京轩辕十四珠宝公司提供图片

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无结构陨石的抛光切面

北京轩辕十四珠宝公司提供图片

善于用点绘画的著名画家草间弥生(Yayoi Kusama)认为,重复的点是很好的设计元素。在宇宙中,有太阳、月亮、地球和数亿颗星,成百上千的点构成一个“宇宙”,通过点线面艺术可以追求宇宙哲学,这也是草间弥生的艺术创作哲学。

点动生线,线动生面,在大千世界里,线似乎永远处于运动、过渡之中。铁陨石内独一无二的“魏德曼”花纹便是无穷无尽的直线,无法究其始,不见其所终,平行、穿插、叠加、编织了一张包罗宇宙的网。

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陨石戒指

北京轩辕十四珠宝公司提供图片

在笔者看来,“魏德曼”花纹似乎是祖先编织的图案。旧石器时代,人类即以植物韧皮编织成网罟,内盛石球,抛出以击伤动物。在西安半坡等新石器时代遗址出土的陶器上,印有“十”字纹、“人”字纹,这是由篾席印模上去的。浙江余姚河姆渡遗址出土的苇席,距今约有7000年历史,编织以经纬为基础,按一定规律互相连续构成花纹。

植物编织传达出天然、朴素、清新、简练的美学气息,铁陨石的自然花纹也具备天然、朴素、简练之风,独有的金属灰色直线还暗示了刚强不屈之意。这给珠宝设计师们带来灵感,设计出来的陨石首饰具备独特的美感。有的陨铁戒指,线条纤细清晰,流畅平静,带有宋朝审美意境;有的陨铁首饰,陨铁的切面线条粗细不均,平行线上折线突出,刚直倔强,显现八大山人气质。欣赏陨石首饰,耳畔仿佛会响起巴赫的十二律赋格曲, 横式主题延续不断,纵式答题相和而歌。

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编织纹样

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镍铁陨石

北京轩辕十四珠宝公司提供图片

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陨石吊坠

北京轩辕十四珠宝公司提供图片

如果都是直线,未免显得过于生硬呆板;如果都是曲线,则又软弱无力,太显媚态;唯有直线和曲线完美结合,有方有圆,有长有短,有粗有细,过渡自然,方显完美。在一个平面中,“魏德曼”花纹总是平铺直叙地延伸,峣峣者易折,刚强过烈则呆滞,如果面发生变化,线也发生变化,加工成曲面使铁镍线条变成曲线、变成波浪线,一切都变得活泼泼起来。

如果说点是静止的,那么线就是点的移动轨迹。空间的至简构成,便来源于此。点线面,亦是设计之开端。艺术设计者普遍认为这是宇宙的基本元素、基本结构,作为宇宙之初的陨石恰巧就是至简至洁的大自然作品!

赵 茜   国家珠宝玉石质检师,GIA宝石研究学家(G.G.),IGI钻石毛胚分级师,就职于珠宝国检集团北京教育公司,长期从事珠宝玉石鉴定教学培训工作。

沈崇辉   矿床学博士,珠宝国检集团北京教育公司副总经理,长期从事珠宝玉石鉴定和教学培训工作。

刘 超   就职于珠宝国检集团品牌建设与文创部,从事贵金属首饰与宝玉石经济文化研究,以及品牌宣传、策划与推广工作。