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致命撞擊

（2008年05月16日 01:41:36） 來源︰大自然探索

□作者: 徐永　

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　　火星火星上的隕擊事件是由一塊在地球南極發現的火星隕石揭示的。根據這塊隕石推測，在火星歷史的很早時期，火星上很可能溫暖潮濕，不斷有流體滲進岩石裂縫。年深月久，這些滲進流體的岩石發生變化，大約在36 億年前形成了碳酸鹽礦——岩石。1600 萬年前，一顆小行星重重地撞擊了火星，產生的力量把一塊岩石碎片拋出火星。這塊火星碎片在太空漫游了大約1.3 萬年後，最終落到了地球的南極。這個事例告訴我們，火星上不僅存在隕擊坑，而且存在復雜的隕擊過程。
　　

　　衛星月球表面滿目瘡痍，布滿了隕擊坑，其中著名的有貝利隕擊坑、克拉維隕擊坑和哥白尼隕擊坑等。木星衛星“木衛三”和“木衛四”的表面上也有隕擊坑，而且有隕擊坑系列。在“木衛三”上有一個“恩克隕擊坑”系列，由13 個隕擊坑組成。估計這是一顆彗星在木星引力作用下碎裂成13 塊碎片，依次撞擊“木衛三”形成的。據觀測，在“木衛四”西經46 度、北緯35 度的地方有一個覆蓋著13 公里長條狀地區的隕擊坑系列，其中最小的隕擊坑直徑約為130 米。
　　
　　

　　下篇保衛地球
　　
　　未雨綢繆
　　小行星是太陽系的小字輩，它們中的大多數是在太陽系形成期間由石塊形成的，只有大約3％的小行星由鐵等金屬構成。小行星的軌道大多位于火星和木星之間的廣大區域，只有少數不守規矩的“特殊小行星”在火星或木星的引力作用下，才會闖進內太陽系，撞擊地球、月球和火星。
　　據研究，假如未來地球遭遇小行星撞擊，其後果將十分可怕，可能導致數以萬計的生命死亡。意大利比薩大學的安德烈‧米勒尼指出，“在未來100 萬年內，直徑1000 米左右的小行星撞擊地球已不是可能，而是差不多一定會發生！”南非金山大學地質學家沃爾夫‧雷姆德指出，1000 米直徑的小行星能產生20 公里直徑的撞擊坑，能使一個英國大小的地區在撞擊聲中消失！科學家認為，小行星撞擊地球的速率同它的大小有關，像導致恐龍滅絕那樣大的撞擊大約1 億年發生1 次，足以引起海嘯的撞擊大約6.3 萬年發生1 次，而規模較小的撞擊出現的頻率更高。
　　假如發生巨大的撞擊，人類將付出代價，而具體付出多大代價取決于撞擊發生的地點。若撞擊發生在經濟發達、人口稠密的地區，損失會很大；如果發生在人煙稀少的地區，損失可能較小。當然，人類不會因此滅絕，但造成全球性經濟危機卻是可能的。
　　在地質時間尺度上，小行星和彗星對地球的撞擊是頻繁的。撞擊中它們塑造了地球的外形，制造了地球生命的繁榮和災難。正因為近地天體撞擊地球會帶來很大的危險性，因此科學家千方百計地企圖減輕和消除其危害。為此，美國宇航局制定了“太空預警”計劃，1998 年又開始編制90％的直徑在1000 米以上的近地天體表格，並評估它們中的任何一顆撞擊地球的可能性。其他一些大國或組織也加入到這項工作中來，例如歐洲空間局制定了近地天體探測計劃，南非建立了“國家工作組”，評估近地天體撞擊地球的危險性，並考慮如何減輕撞擊帶來的影響。
　　目前，科學家已在地球附近發現了587 顆直徑在1000 米以上、對地球有潛在危險的小行星。大多數研究者認為，這個數字還只是能造成全球災難的小行星數目的下限，估計還有500 顆左右的小行星可能傷害地球。因此，在今後10 ～ 20 年內，科學家準備在1000 顆近地天體中，探測90％的直徑300 米和97％的直徑大于1000 米的小行星。
　　“未雨綢繆”往往能收到事半功倍的效果，防止小行星撞擊地球的工作做得越早越好，做起來也越容易。大多數小行星如果曾經接近過地球，那麼以後還會“回歸”（以前來過太陽系的小天體再次來到太陽系被稱為“回歸”），並且可能與地球相撞。如果在它們再次接近地球以前就采取預防措施，所需的人力和物力將大大減少。2004 年6 月19 日，科學家發現一顆近地小行星，給它取名為“阿波菲特99942”。這是一顆直徑約為320 米的較小的近地天體，科學家預測它將在2029 年4 月14 日4 時49 分最接近地球，屆時它到地球的距離只有3 萬公里，大約只有月球到地球距離的18。它在接近地球時，將在地球引力作用下改變軌道。到2036 年，它將再次回歸，那時它到地球的距離就只有1000 ～ 5000 公里，因此很可能與地球發生踫撞！不過，如果我們能在2013 年以後在它走向地球的路上發現它，並在2029 年之前對它的軌道進行微小的修正，就能使它改弦易轍，偏離撞擊地球的方向。由于這種軌道修正技術已經被人類初步掌握，所以我們無需擔心“阿波菲特99942”引發災難。
　　

　　　防範彗星
　　對地球造成威脅的不光是小行星，還有彗星。在一般人眼里，彗星是“假、大、空”天體，物質輕如鴻毛，其實那是指彗尾。一個完整的彗星由彗頭和彗尾兩大部分組成，彗頭又分成彗核和彗發。彗核是彗星明亮的核心部分，彗發是彗核周圍較為模糊的部分。
　　據1986 年在空間對哈雷彗星的探測，哈雷彗星的彗核是由塵埃和冰塊組成的“髒雪球”。彗核與小行星的區別在于，小行星是帶有小塊冰的大塊岩石，彗核則是帶有小塊岩石的大塊冰。兩者的相同之處是，它們都是天空流浪者，當它們游弋到地球附近時，都有可能撞到地球上，給地球生命造成巨大傷害。
　　小行星進入地球引力範圍後成為耀眼的明星，常常搶奪媒體的頭條新聞，防止小行星撞擊地球的方案更是不計其數。但是，對于彗星撞擊天體，除了1994 年甦梅克- 劉維彗星撞擊木星時媒體有些報道外，很少在媒體上見到相關報道。這是為什麼？答案是︰彗星撞擊地球的頻率沒有小行星高。大多數彗星是沿著較扁的橢圓形軌道繞太陽旋轉的長周期天體，200 多年才環繞太陽運行一周。長周期彗星撞擊地球的速率大約是每3200 萬年1 次，因此我們難得見到它們與地球相撞，而大小與彗星相同的小行星每50 萬年就可能撞擊地球1 次。
　　彗星與小行星的相同點在于，兩者撞擊地球都可能造成廣泛的破壞和人員傷亡。主要區別在于，長周期天體（如彗星）撞擊地球的速度大于短周期天體（如小行星），一顆稠密的長周期天體撞擊地球與一顆直徑為1000 米的近地小行星撞擊地球所產生的能量不同，而一顆直徑為1000 米、密度為每立方米3000 千克的小行星以每秒20 公里的速度運行時，撞擊地球的力量大約比全世界的核武庫大15 倍。這樣的能量與直徑為500 米、質量為13 彗星質量的小行星以每秒60 公里的速度撞擊地球時產生的能量相當。
　　目前，一些科學家正在研究如何保護地球不受彗星或其他近地天體的撞擊，他們希望在近地天體撞擊地球之前幾十年就把它們探測出來；另外一些科學家則忙于計算，以便在將來設法使這些可怕的天體偏離原來的軌道，消除它們逼近地球的危險。
　　
　　攔截方案
　　在對小行星和彗星進行探測的同時，科學家還千方百計地修築“圍欄”，以把這些天空來犯者堵在地球的“國門”之外。最初，科學家提出了兩個方案。
　　1. 改變小行星航線。即發射一艘飛船登陸小行星，再點燃飛船發動機，利用飛船的反推力把小行星推出撞擊地球的軌道。這是由一位美國宇航員提出的。他指出，美國宇航局有能力發射一艘飛船，在1 年內把直徑200 米大小的小行星安全地推出原來的軌道。但仔細分析會發現這一方案行不通，理由是︰小行星的表面是粗糙的，對它們的形狀和物理性質我們知之甚少；小行星既在空間飛行，也在空間旋轉，飛船要想在小行星表面登陸，必須事先做好兩件事——弄清小行星的表面形狀和性質（以便選擇最佳的登陸位置）和補償小行星的自轉運動（以便飛船安全登陸在小行星表面上）。然而，小行星的表面性狀和自轉速度都是未知的，在目前的科學水平下，我們很難得到這些知識。
　　2. 摧毀小行星。即用核武器把接近地球的小行星擊毀。但是，這一方案對于較大的小行星是不合適的，因為摧毀較大的小行星需要用爆炸力巨大的核武器，而核武器勢必給地球周圍的太空帶來可怕的核污染。換句話說，這是一個“前門驅虎，後門迎狼”的方案，它消除了小行星的撞擊危險，卻引來了核污染危害，而這是國際上明令禁止的。不過，如果撞擊地球的天體不大，使用很小的核武器就能將它摧毀，也不妨試一試。
　　隨後，科學家又提出了更多的方案。舉例如下。
　　3．“纜繩”方案。即發射一艘飛船在小行星上空盤旋，利用大于小行星和飛船間引力的無形力逐漸推動小行星離開原來的飛行路線。
　　4. 導彈打擊。意大利都靈天體動力中心的馬可尼提出的方案很巧妙︰用5 枚導彈發射體構成一組防衛體系，每一枚導彈都位于所謂的“拉格朗日點”上。在拉格朗日點上，地球和月球的引力大致平衡，因此每一枚導彈都維持在大致平衡的位置上。來到每一個拉格朗日點上的小行星都可以受到90 度方向的打擊。
　　5. 強功率激光。俄羅斯科學家認為，大多數來到地球上空的小行星都可以用強功率激光加以破壞。為此，需要在地球軌道上布置10 ～ 12 個平台組成的集合體，並需要裝備可以摧毀前來撞擊地球的近地天體的大功率化學激光器。
　　6. 多彈頭飛船。美國宇航局馬歇爾空間飛行中心提出一個方案——小行星偏轉器。小行星偏轉器攜帶6 枚導彈，在接近小行星時一枚一枚地引爆導彈，將小行星推到足夠遠的地方，從而保護地球。小行星偏轉器將由“阿里斯-5 號”火箭從低地球軌道上發射。它將在2020 年開始服務。
　　7. 太陽能收集器。在所有反擊小行星的方案中，目前最被看好的是太陽能收集器。收集器很像一個軌道探測器，它在小行星附近建立一個站，用一塊直徑為100 米的膨脹膜把太陽光聚焦成一支“箭”，直接把能量射到小行星表面，加熱小行星表面物質並使之蒸發。不過，這一方案比較費時，至少需要10 年時間才能把小行星推開。
　　綜上所述，小行星和彗星等近地天體撞擊地球的危險雖然存在，但已有許多防範和消除措施。在未來的歲月里，我們有足夠的理由相信，只要人類共同努力，我們就一定能化險為夷，為地球營造一個長久和諧平安的生存環境。
　　（本文圖片由美國宇航局和歐洲空間局提供）

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文章作者:徐永　
責任編輯:skylook

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