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观测和样本返回任务告诉我们，太空岩石往往富含水、碳和有机化合物。然而，大多数到达地球的陨石都没有。为什么? 阿斯特罗长期以来，科学家们一直认为这颗太空岩石穿过我们的大气层把这些材料过滤掉。但2025年4月14日发表的一项新研究发现了别的东西。 由于太空岩石在太阳附近来回移动，温度发生了变化在岩石上形成裂缝。所以太空岩石在到达地球之前就失去了很多碳物质。

Patrick M. Shober， NASA

撞击地球的陨石

科学家对早期太阳系的了解大部分来自陨石。它们是古老的岩石，在太空中穿行，在地球大气层的猛烈撞击中幸存下来。在陨石中，有一种类型——碳质球粒陨石——最为原始。它们提供了一个独特的视角来了解太阳系的婴儿期。

碳质球粒陨石富含水、碳和有机物。它们是水合的，也就是说岩石中的矿物质中含有水分。水的成分被锁在晶体结构中。许多研究人员认为，这些古老的岩石在向早期地球输送水方面发挥了至关重要的作用。

在撞击地球之前，穿越太空的岩石通常被称为小行星、流星体或彗星，这取决于它们的大小和组成。如果其中一个物体的碎片一路到达地球，它就变成了陨石。

通过用望远镜观察小行星，科学家们知道大多数小行星都含有富含水的碳质成分。模型预测，大多数陨石——超过一半——也应该是碳质的。但在地球上发现的所有陨石中，只有不到4%是碳质陨石。那么，为什么会出现这种不匹配呢？

在2025年4月14日发表在《自然天文学》杂志上的一项研究中，我和我的行星科学家同事们试图回答一个古老的问题：碳质球粒陨石都在哪里？

月球任务

科学家们研究这些古老岩石的愿望推动了最近的采样返回太空任务。NASA的OSIRIS-REx和JAXA的隼鸟2号任务改变了研究人员对原始的富含碳的小行星的认识。

在地面上发现的陨石暴露在雨、雪和植物中。这会极大地改变它们，使分析变得更加困难。因此，OSIRIS-REx任务冒险前往小行星Bennu取回未改变的样本。提取这个样本使科学家能够详细地检查小行星的组成。

同样，隼鸟2号前往小行星龙宫的旅程也提供了另一颗同样富含水的小行星的原始样本。

这些任务让像我这样的行星科学家研究了小行星上原始的、脆弱的碳质物质。这些小行星是我们了解太阳系组成和生命起源的直接窗口。

的碳水化合物naceous曹ndrite拼图

很长一段时间以来，科学家们认为地球的大气层过滤掉了碳质碎片。

当一个物体撞击地球大气层时，它必须承受巨大的压力和高温。碳质球粒陨石往往比其他陨石更弱，更易碎。所以这些物体没有那么大的机会。

陨石通常在两颗小行星相撞时开始它们的旅程。这些碰撞产生了一堆厘米到米大小的岩石碎片。这些宇宙碎屑穿过太阳系，最终会落到地球上。当它们小于一米时，科学家称之为流星体。

流星体太小了，研究人员无法用望远镜看到。除非它们即将撞击地球，而且天文学家很幸运。

但科学家还有另一种方法可以研究这一种群，进而了解陨石为何具有如此不同的成分。

流星和火球观测网

我们的研究小组用地球大气层作为探测器。

大多数到达地球的流星体都是沙粒大小的微小颗粒。但偶尔也会有直径达几米的物体撞击。研究人员估计，每年大约有5000公吨的微陨石落在地球上。而且，每年有4000到10000颗大型陨石——高尔夫球大小或更大——落在地球上。每天超过20人。

今天，数码相机已经使对夜空的全天候观测变得既实用又实惠。低成本、高灵敏度的传感器和自动检测软件使研究人员能够监测大片夜空的明亮闪光，这是流星体撞击大气层的信号。

研究团队可以使用自动分析技术或非常敬业的博士生筛选这些实时观察结果，以找到宝贵的信息。

我们的团队管理着两个全球系统：一个是由法国领导的网络，在15个国家设有站点；以及全球火球天文台，这是由澳大利亚沙漠火球网络背后的团队发起的合作项目。与其他开放获取的数据集一起，我和我的同事使用了分布在39个国家的19个观测网络观测到的近8000次影响的轨迹。

通过比较地球大气中记录的所有流星体撞击与那些成功以陨石形式到达地球表面的撞击，我们可以确定哪些小行星产生的碎片足够强大，可以在撞击过程中幸存下来。或者，反过来，我们也可以确定哪些小行星产生弱物质，这些物质在地球上不像陨石那样经常出现。

太阳把岩石烤得太热了

令人惊讶的是，我们发现许多小行星碎片甚至没有到达地球。当碎片还在太空中时，就有东西开始移除弱物质。这种碳质物质不是很耐用，当它的轨道靠近太阳时，可能会因为热应力而分解。

当碳质球粒陨石在轨道上靠近太阳然后远离太阳时，温度的波动会在它们的物质中形成裂缝。这一过程有效地将地球附近众多物体中脆弱、含水的巨石破碎并移除。热裂解后剩下的任何东西都必须在大气中存活下来。

剩下的物体中只有30%到50%能通过大气层成为陨石。轨道使其更靠近太阳的碎片往往更持久。这使得它们更有可能在穿越地球大气层的艰难过程中幸存下来。我们称之为生存偏差。

几十年来，科学家们一直认为，地球大气本身就可以解释碳质陨石的稀缺，但我们的研究表明，大部分碳质陨石的移除是在太空中预先发生的。

更多关于陨石的研究

展望未来，新的科学进展可以帮助证实这些发现，并更好地识别流星体的成分。科学家们需要更好地利用望远镜在物体撞击地球之前进行探测。对这些物体在大气中如何分解的更详细的建模也可以帮助研究人员研究它们。

最后，未来的研究可以提出更好的方法来识别这些火球是由流星的颜色组成的。

Patrick M. Shober， NASA行星科学博士后

本文基于知识共享许可协议，转载自The Conversation。阅读原文。

总结：我们的观测和样本返回任务告诉我们，太空岩石往往富含水、碳和有机化合物。然而，到达地球的陨石很少有类似的成分。为什么?