2026年10月1日 星期四 12时20分32秒

为什么部分陨石进入大气层时会变成锥形,科学实验给出答案

浏览: 作者:姬智 来源: 时间:2025-05-09
如果流星体固定朝向一个方向,气印便会消失,它们可能发展成锥状的鼻锥或热遮罩的形状,陨石学称这类陨石为定向陨石

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【亚洲华语文旅 北京】在地球上发现的大多数陨石都是一些随机形状的碎片。可是当咱们企图将这些碎片装回到一起时,就会发现其中大约1%的陨石在破碎之前,是圆锥形的,就像子弹头一样。科学家们把这些圆锥形状的石头成为“定向陨石”---流星

这个特殊的现象,引起了科学家们的注意。7月22日在线宣布在美国国家科学院院刊(PNAS)上的一篇研究论文提醒了原因:当陨石落向地球时,大气层会将陨石雕刻成更具空气动力学的形状。

“这些试验讲述了定向陨石的起源,”领导这项研究的纽约大学数学物理学家LeifRistroph在一份声明中说。“陨石在进入大气层的过程中,流星体会被加热,它们的表面会被熔化,经历烧蚀的体验。在这个过程中它们可以被塑造成各种的形状,经常会在表面形成像拇指捺压的痕迹,称为气印。如果流星体固定朝向一个方向,气印便会消失,它们可能发展成锥状的鼻锥或热遮罩的形状,陨石学称这类陨石为定向陨石”。

试验室很难准确地复制流星在前往地球外表的路上所遇到的环境,但研究人员通过运用较软的材料和水以及将试验分成几部分来模仿这些因素。

首要,研究人员将软粘土球固定在湍急的水流中心,这是一块粗糙的岩石撞击大气层的粗略近似。科学家发现,粘土倾向于变形并侵蚀成锥形。

作为一个试验的一部分,附着在杆上的一块粘土在湍急的水中变形。图片来源:纽约大学使用数学试验室

但仅靠这个试验并不能解释太多。固定的粘土球并不能在水中自在的移动,这是一种非常不同的情况,流星并不能以某种方法固定自己。

因此,在第二步试验中,研究人员将不同种类的锥体放入水中,看看它们是怎么下沉的。事实证明,锥头太尖或太钝的锥体往往会翻滚,就像任何其他形状的岩石一样。可是在这两个极点之间有特定视点的锥体,会在下沉过程中将尖端指向运动的方向,直到触及水底。

弹头是空气阻力最小的空气动力学模型

这两个试验一起标明,当满足某些条件时,流星体将在大气层的极点冲突下构成圆锥形状。有时候那些圆锥形部分会协助这些翻滚的岩石稳定下来,指向运动的方向。然后,当这些岩石撞击地面时,陨石猎人会常常遇到“定向陨石”状如弹头的残骸。


【亚洲华语文旅 编辑 曹琳 责任编辑 李毅】