磁鐵攪局:隕石獵人如何意外地摧毀科學金礦
每年都有數以千計的太空岩石穿透地球的大氣層,作為隕石撞擊地面。這些彗星和小行星的碎片可以落在任何地方,但最經常被發現的是在開闊的地形上,如非洲的沙漠和南極的藍冰,在那裡隕石發黑的外表會很突出。
黑美人,即NWA 7034,被認為是在紅色星球擁有磁場的時候形成的,就像今天的地球一樣。如果這塊岩石帶有火星古代磁場的任何痕跡,這將為科學家提供有關該星球過去氣候和組成的寶貴線索。資料來源:C Agee,UNM氣象研究所;NASA
儘管如此,這些地外遺留物仍然可以與地球上的隕石相似,而為了區分,隕石獵人經常將他們的”發現”暴露在磁鐵上,磁鐵對富含金屬的隕石的吸引力比對地球上的隕石更強。隕石獵人、經銷商、收藏家和策展人經常依靠磁鐵來驗證隕石的身份。
但麻省理工學院的一項新研究發現,用於識別隕石的磁鐵產生的磁化效應通常會抹去隕石的磁性記憶。他們表明,暴露在磁鐵下可以使隕石的微觀顆粒重新定向,消除它們原來的方向和任何關於其磁性來源的痕跡。
研究人員用西北非洲(NWA)7034號隕石來證明他們的觀點,這塊隕石在收藏界被稱為”黑美人”,因為它有黑曜石般的外表。這塊隕石的多塊碎片首先在非洲西北部的沙漠中被發現,科學家們確定這塊隕石含有超過44億年前在火星上形成的晶體。
黑美人被認為是在紅色星球擁有磁場的時候形成的,就像今天的地球一樣。如果這塊隕石帶有火星古代磁場的任何痕跡,這可以為科學家提供有關該星球過去氣候和組成的寶貴線索。
不幸的是,麻省理工學院的研究小組發現,自登陸地球以來,”黑美人”的多個樣本已被重新磁化,任何關於古代火星磁場的暗示都被抹去了。
研究報告的作者、麻省理工學院行星科學教授Benjamin Weiss說:”那裡有一個令人難以置信的記錄,是了解火星早期磁力歷史的獨特機會。但是我們發現它都被磁鐵抹去了。”
通過他們於4月6日發表在《地球物理研究》雜誌上的新研究: 研究人員希望通過他們的新研究,提高行星科學界對手工磁鐵的破壞性影響的認識。Weiss的共同作者是麻省理工學院博士後Foteini Vervelidou和巴黎行星物理研究所的France Lagroix。
到目前為止,人類已經發現了數以萬計的隕石。幾乎每一塊被發現的隕石都被追踪到太陽系中大約100個母體,包括小行星、月球和火星。試圖解讀這些隕石歷史的科學家們最近才意識到,由於磁鐵的影響,一些解釋遠遠偏離了目標。
例如,地球上最大和研究最多的阿倫德隕石的樣本,有暴露在強磁場中的痕跡。科學家們認為這個磁場是證據,證明這塊隕石在很久以前形成於一個擁有極強磁場的太陽星雲。後來他們才意識到,人為的磁鐵磁化才是磁場的來源。
Weiss也曾被人工重置的隕石騙過。當他剛加入麻省理工學院的教師隊伍時,他在一顆小行星的墜落樣本中發現了強磁性的跡象。這些發現本來是小行星能夠像地球一樣分化並形成金屬內核的第一個證據。但他後來發現,令他非常沮喪的是,這塊隕石已經被磁鐵重置。這意味著在重新磁化的隕石造成很長的天文學死胡同和混亂的歷史。
對於麻省理工學院的團隊來說,NWA 7034是一個轉折點。2014年,同行的古地磁學家Jérôme Gattacceca測量了一個”黑美人”的樣本,發現它的原始磁力是在超過44億年前設定的,已經被地球上更強的磁鐵完全破壞了,Weiss和Vervelidou最近分析了許多其他的”黑美人”樣本,希望能找到至少一個磁力保存的樣本。
“我們最初的希望是,通過測試盡可能多的這種隕石的[樣本],我們最終會找到一些沒有被重新磁化的樣本,”Vervelidou說。”一旦我們得出結論,我們研究的所有樣品都已被重新磁化。”
在他們的新研究中,該團隊列出了手持磁鐵可以影響隕石的天然磁性的方式。他們首先開發了一個基於磁學物理學的數字模型,以計算一個典型的手搖磁鐵周圍的磁場,以及它如何影響不同大小的隕石。
然後,他們進行了實驗,將相同的陸地隕石樣本暴露在不同強度和不同距離的磁場中,並測量每個樣本的固有磁性是如何變化的。這些測量結果與該模型的預測相吻合,表明該模型可以用來確定隕石是否已經被重新磁化。該模型還可以用來根據隕石的磁化程度來估計隕石可能仍然不受影響的深度。
最後,該團隊報告了他們對9個”黑美人”樣本的測量結果,並用他們的模型證實,每一塊被發現的隕石確實都曾暴露在磁鐵體中。
“我們在這篇論文中所擁有的終於是一個明確的、毫不含糊的工作計劃,以確定你的隕石是否被磁鐵影響,”Weiss說。
研究人員建議隕石獵人、收藏家和博物館館長不要使用磁鐵,而是使用感度儀–這種手持式儀器已被證明可以快速準確地識別隕石,而不會擾亂其磁性記憶。
韋斯承認,感度儀在經濟上是一個難點,商業型號價值數千美元,而一些手握磁鐵的成本幾乎為零。在隕石貿易中,他希望首先說服上游的人,如博物館館長和收藏家。從那裡,消息可能會滲透到那些在地面上發現的人。
“在過去20年左右的時間裡,隕石的多樣性和數量出現了驚人的爆炸,我們應該感謝隕石獵人找到這些東西,”Weiss說。”但是魔鬼的交易是他們經常使用磁鐵來尋找它們,並且在這個過程中立即破壞了它們的磁性記錄。”