□作者: 徐永
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2007年年底, 天文學家宣布, 一顆名為“ 2007WD5”的小行星有可能撞擊火星。據推測,撞擊的概率為175。引人注目的是,這顆小行星與1908年落在西伯利亞通古斯地區的一顆小行星的大小相近,而那次撞擊所釋放的能量相當于一顆1500萬噸級的原子彈,撞擊最終導致6000萬株樹木死亡。那就是著名的通古斯大爆炸事件。實際上,類似通古斯大爆炸那樣的天地大踫撞,無論在地球上還是在地球外,都一直在發生著。為了避免撞擊造成可怕後果,科學家想出千方百計,以期減輕或消除其危害。 上篇撞擊故事 天降不明物體 2007 年9 月15 日,在秘魯南部高原上的咯咯湖附近,空中突然落下一個不明物體,它在著陸前發光燃燒,尾部冒出滾滾濃煙,落地時在地面上砸出一個13 米寬、3 米深的大坑,砸出的泥土飛出250 多米遠。 咯咯湖位于秘魯與玻利維亞交界處,人煙稀少,平時很少有人來這里。听說降下了不明物體,幾十個好奇的秘魯人前來觀看,不料他們後來都出現了頭痛、惡心和嘔吐等癥狀。怪了,看上一眼怎麼就會染上疾病?一時間傳聞四起,給這個神秘的飛行物蒙上了神秘的面紗。 調查發現,這個不明飛行物墜落處的地面和地下都有放射性,而且有稀有金屬銥。科學家據此估計,這個飛行物是流星。流星撞擊地面岩石產生高溫,釋放出放射性元素,人們吸入後得病。 無獨有偶,2007 年1 月2 日,在美國新澤西州也發生了類似事件。一個金燦燦的物體從天而降,砸爛一戶人家的屋頂,穿越天花板,落在浴室的地面上,然後從地面彈起打進牆壁里,所幸沒有傷人。美國聯邦調查局對這個物體進行取樣檢查後,認定它不是飛機碎片。實驗室檢測表明,樣品帶有磁性,但沒有放射性。現在多數人認為,這起事件也是流星所為。 恐龍滅絕事件 天體撞擊地球事件自古有之。 6500 萬年以前,地球上到處都有恐龍活動。然而,在白堊紀與第三紀分界的地質時期內,恐龍突然滅絕了,消失得無影無蹤。今天,當人們從岩土里挖掘出恐龍的化石時,才知道6500 萬年前的地球上曾經生活著無數恐龍。曾經統治地球的恐龍怎麼會一下子就滅絕了呢?是什麼力量導演了這一歷史悲劇呢? 科學家注意到︰恐龍滅絕事件發生在6500 萬年前,月球上的第谷環形山形成于大約1.1 億年前,這兩個事件發生的地質時期相同。科學家認為,兩者都可能與火星軌道外的兩顆小行星發生撞擊有關。這兩顆小行星發生撞擊後,生成了大約14 萬塊直徑超過1000 米的碎片,其中有300 塊的直徑在10 公里以上。這些碎片通常被稱為“K-T 撞擊體”。 小行星撞擊產生的碎片大多數或者被太陽吸引過去,或者按照一定軌道運行,對地球不構成威脅。然而,飛進內太陽系的大批碎片卻對地球、火星、月球等造成了威脅。科學家認為,在幾百萬年內,一些“K-T 撞擊體”撞擊了地球、月球和火星,造成一系列撞擊事件,其中一塊直徑約170 公里的巨大碎片在地質史上的白堊紀與第三紀分界時期襲擊了地球,制造了恐龍滅絕事件。另一塊直徑約60 公里的碎片落到月球上,撞出了第谷環形山。 上述觀點在剛提出時,還僅僅只是一種猜測。為了查明恐龍滅絕與小行星撞擊地球之間的關系,科學家在地球上精心尋找撞擊留下的痕跡,但他們未能如願。直到1980 年,一支石油勘探隊在墨西哥尤卡坦半島上的希克甦魯伯村發現了一個巨大的“坑”。科學家認為,這個坑作為6500 萬年前殺死恐龍的撞擊事件的發生地有70%的可能。最近,美國宇航局在航天飛機上拍攝了尤卡坦半島的高分辨率地形圖像,在繪出三維地球測量圖後,撞擊坑遺跡清晰可見(下圖)。 那麼,撞擊是如何造成恐龍滅絕的呢?科學家設想了三種可能︰一是撞擊把大量塵埃拋到大氣中,遮住陽光,阻礙植物生長,恐龍因缺乏食物最終全被餓死;二是撞擊釋放出大量硫磺,引發全球硫酸雲,遮蔽陽光,空中降下硫酸雨,恐龍不堪惡劣環境的折磨全部死亡;三是撞擊釋放出巨大的熱量,在全球點燃熊熊烈火,恐龍在大火中被燒死。總之, 不管恐龍滅絕的原因是什麼,都與隕星撞擊地球有關。 通古斯大爆炸 1908 年6 月30 日清晨,一個巨大的火球在俄羅斯西伯利亞人口稀少的通古斯地區爆炸,夷平了面積達2000 平方公里的一個長條狀森林帶,釋放的能量相當于1000 枚1945 年在日本廣島上空爆炸的那枚原子彈,爆炸所產生的爆震波環繞地球轉了兩圈。這一事件被稱為“通古斯事件”。 通古斯事件是縈繞在科學家心頭百年之久的科學之謎。為了揭開謎底,科學家進行了多方面的調查。目擊者說,他們在爆炸前見到一個巨大的火球從印度洋上空越過喜馬拉雅山群峰,向東北方向飛去。在戈壁灘上趕駱駝的人在見到這個碩大無比的火球時,被嚇得一個個匍伏在地,叩頭祈禱。爆炸時,沖天的火光在800 公里外都能看見,隆隆巨響在1000 公里之外也能震動耳膜,在60 公里外耕作的農民被強大的沖擊波掀翻在地,在240 公里外的馬被擊倒。根據這些現象,多數科學家認為通古斯事件是流星體爆炸事件。可是,在爆炸區域既沒有找到爆炸的碎片,也沒有發現爆炸產生的坑。因此,也有科學家對流星體爆炸的觀點提出了質疑。 通古斯事件引起了世界上許多國家的科學家的注意,他們紛紛組織科考隊前往“爆炸點”進行考察,但一直未能做出令人信服的解釋。在距離爆炸中心8 公里的地方,有一個湖泊叫“切利湖”。1999 年,意大利科學家朗格率領一個科考隊來到切利湖進行考察。科考隊員們利用聲像儀器掃描湖底,並挖取湖底的淤泥樣品進行分析,目的是尋找落在淤泥里的來自地球以外的粒子。他們最終沒能捕捉到來自地球以外的粒子,但卻在湖底發現了一個盆地。從取自湖底的沉積礦床樣品看,這個盆地是一個撞擊坑。不過,通常的撞擊坑是圓形的,很深,邊緣有凸起的剩余物,而切利湖湖底盆地是一個約長500 米、深50 米的長條溝渠狀的淺“坑”,也沒有典型的撞擊坑周圍那種凸起的剩余物。所有這些都暗示這個盆地的成因與撞擊無關。 為了進一步弄清切利湖湖底盆地的成因,接下來,這支意大利科考隊進行了計算機模擬分析,結果顯示︰從爆炸點飛起的碎片最後鑽進泥土,在那里 “耕”出了一個長條狀的礦床;切利湖很可能位于天體著陸時的運行軌跡上,當天體在沼澤地上著陸時,濺起了松軟的泥土,使地下凍土層融化並釋放出大量二氧化碳、水蒸氣和甲烷,這些氣體使撞擊產生的坑擴張變形,最後形成了形狀和大小都與典型的隕擊坑不同的湖底盆地。換句話說,切利湖湖底盆地的異常形狀是被爆炸碎片“耕”出來的。 如果說通古斯事件就是天體爆炸的結果,那麼為什麼在地面沒有留下爆炸坑呢?天文學家的回答是,這顆近地天體的爆炸地點不在地面,而是在1 萬米高空中。如果這顆近地天體是小行星,那麼留下來的碎片很可能深埋在湖底下面;如果是彗星,則在更深的礦物中能找到它的化學“標簽”。朗格是被公認的科學界權威人士,為了進一步確認“肇事者”,他將再次前往西伯利亞進行考察,以獲取更多的證據。 “達克拉玻璃” 通古斯事件雖然可怕,但畢竟發生在一個世紀以前,也沒有造成人員傷亡。那麼,最近有沒有類似事件發生呢?至少在木星上發生過。1994 年,一顆名叫“甦梅克- 劉維”的彗星就撞到了木星上。正是這次撞擊事件提醒凸起的剩余物,而切利湖湖底盆地是一個約長500 米、深50 米的長條溝渠狀的淺“坑”,也沒有典型的撞擊坑周圍那種凸起的剩余物。所有這些都暗示這個盆地的成因與撞擊無關。 為了進一步弄清切利湖湖底盆地的成因,接下來,這支意大利科考隊進行了計算機模擬分析,結果顯示︰從爆炸點飛起的碎片最後鑽進泥土,在那里 “耕”出了一個長條狀的礦床;切利湖很可能位于天體著陸時的運行軌跡上,當天體在沼澤地上著陸時,濺起了松軟的泥土,使地下凍土層融化並釋放出大量二氧化碳、水蒸氣和甲烷,這些氣體使撞擊產生的坑擴張變形,最後形成了形狀和大小都與典型的隕擊坑不同的湖底盆地。換句話說,切利湖湖底盆地的異常形狀是被爆炸碎片“耕”出來的。 如果說通古斯事件就是天體爆炸的結果,那麼為什麼在地面沒有留下爆炸坑呢?天文學家的回答是,這顆近地天體的爆炸地點不在地面,而是在1 萬米高空中。如果這顆近地天體是小行星,那麼留下來的碎片很可能深埋在湖底下面;如果是彗星,則在更深的礦物中能找到它的化學“標簽”。朗格是被公認的科學界權威人士,為了進一步確認“肇事者”,他將再次前往西伯利亞進行考察,以獲取更多的證據。 “達克拉玻璃” 通古斯事件雖然可怕,但畢竟發生在一個世紀以前,也沒有造成人員傷亡。那麼,最近有沒有類似事件發生呢?至少在木星上發生過。1994 年,一顆名叫“甦梅克- 劉維”的彗星就撞到了木星上。正是這次撞擊事件提醒從哪里來呢?在當時的技術條件下,唯一來源只能是隕星撞擊。也就是說,達克拉玻璃很可能與隕擊事件有關。這一推測很快得到了證實︰加拿大地質學家奧新斯基在分析達克拉玻璃樣品時發現,樣品中含有隕星撞擊的“標簽”——一串熔石英。他肯定地說,達克拉玻璃正是隕星撞擊的結果。 人們不僅在達克拉找到了玻璃礦,而且還在相隔數十公里的沙漠里找到了同樣的礦。這進一步表明,“制作”玻璃的隕擊事件不是很小的事件,而是一次大質量隕星撞擊事件,因為只有大質量隕星的撞擊才有可能在很大範圍內產生高溫。但是,規模如此巨大的隕擊通常會產生直徑超過1000 米的撞擊坑,可人們在這個地區並未發現撞擊的痕跡。這是為什麼?科學家在分析觀測資料後指出,這個事件就像通古斯事件一樣,爆炸發生在地球上空的大氣中,巨大的隕星在進入下層地球大氣之前就土崩瓦解了。正是這種大氣中的爆炸,才使爆炸範圍能夠連續往下延伸,從而連續向地面提供氣體脈沖,使沉澱物玻璃化。 從達克拉玻璃中,我們看到了隕星撞擊的副產品——玻璃。其實,在撞擊時,撞擊體同撞擊點上的岩石融合,有時還會在撞擊地區生成豐富的稀有金屬元素銥、鋨、鉑和鈀等。在薩德伯里撞擊坑中還發現了另外兩種金屬元素︰鎂和鎳。 相關鏈接 撞擊實證 隕石坑在太陽系是司空見慣的,因為凡是具有固體表面的天體都可能被外來天體撞出隕擊坑。隕擊坑是行星和衛星表面最突出的特征,是巨大隕星(小行星或彗星)猛然轟擊形成的地質結構,直徑一般在幾米到幾千公里。地球上大大小小的隕擊坑不計其數,它們大多在板塊結構和火山等地質過程的侵蝕下隱形匿跡,留下來的只是一些較大撞擊的遺留物。地球上最著名的隕擊坑有如下一些。
文章作者:徐永 責任編輯:skylook