話說自嫦娥探月看到月球表面密密麻麻的隕石坑後,不免引起大家對天外來客造訪地球的擔憂。
其實這些坑大部分形成於30億年前。太陽系初步形成之際,各大行星在萬有引力的規則下不斷吸納周邊隕石或小行星,迎接或大或小的隕石雨。在經過數十億徵戰後逐漸統一為八大行星及其衛星的領域。
雖然小隕石的造訪時有發生,但是越大的撞擊體,發生的頻率越來越低。能引起全球性災難為標準(也就是大約幾公裡-十幾公裡量級的撞擊物)對地球來說,這樣的撞擊平均每1000萬-1億年發生一次,7600萬年前導致恐龍滅絕的大撞擊差不多是十幾公裡的撞擊物,平均一億多年才發生一次(呵呵,即使這麼罕見的撞擊也沒有滅絕地球上所有生物)。
所有的行星(包括地球)其實都有著與月球類似的遍體鱗傷、千錘百鍊。但是經過內核的運動、地殼板塊的運動、火山爆發、洋流河流的運動、太陽風暴、風雨侵蝕、植被覆蓋等等,大部分星球都掩飾了當年的滄桑。只有月球因其內核早已停止運行,外部也沒有修飾其創傷的條件,幾十億年來的大小傷痕歷歷在目。
人類的歷史是幸運的,至少在近三百萬年來安然無恙。沒有遇到過像7600萬年前地球霸主所經歷的直徑十幾公裡級別的隕石撞擊。那麼在之後的日子裡,地球還會發生這種毀滅級的小行星撞擊嗎?
宇宙浩瀚,或許沒人能夠肯定地說一個「不」字。就在260萬年前的一次大撞擊可能發生在格林蘭島Hiawatha冰川上,目前遺留的撞擊坑直徑約31公裡,深約300多米,據推測撞擊體直徑1.5公裡。這次撞擊應當對整個北半球的氣候都造成了很大影響。
那麼,面對未來這種不確定的威脅,我們準備好了嗎?2013年2月15日,一顆隕石在俄羅斯中部地區車里雅賓斯克上空划過並爆炸。據美媒援引報導,這顆隕石直徑17米、重1萬噸,以每小時7萬公裡的速度衝入大氣層,爆炸威力高達50萬噸TNT當量,相當於美國二戰時期投放在日本廣島那顆原子彈的30倍。好在這顆隕石在距地面約24公裡時爆炸,否則撞擊地表所造成的後果難以估量。即便是這樣,散落的隕石雨還是造成當地1200名人員受傷。
而俄羅斯「隕石雨」事件的發生一點徵兆都沒有,這表明目前人類對小行星的監測仍不盡如人意,尤其是直徑僅有幾米的小行星,由於此類小行星個頭小、非常暗,因此很難被觀測到。
之前在蘇丹上空爆炸的2008TC3號——一顆直徑僅為2至5米的小行星,卡特林那巡天系統預報其將於2008年10月7日02:46(UTC)撞擊地球,並在蘇丹上空爆炸,成為天文學家首次成功對小行星撞擊地球做出的提前預報。但這種預報此後再未發生,說明全球天文學界仍需進一步提高觀測水平,防患於未然。
更大的隕石相對更好監測一些,但是天上的小行星實在是太多了...離地球相對較近的小行星有不止100萬顆,不可能每顆行星的軌道都被監測著,目前科學家已辨認出並且已計算出軌道的小行星一共有10700顆左右,99%的都沒人看著...好消息是有潛力毀滅地球的(直徑1公裡以上的)小行星裡已經有95%被監測了,並且目前沒有對地球軌道有威脅的。(而這種觀測範圍廣,沒有明確目標,工作量巨大的任務,服鳥科技梗倒認為更適合交給各國軍方承擔。)
常見的隕石根據材質不同分為冰隕石、石隕石、鐵隕石。冰隕石通常進入大氣層後,與大氣發生摩擦自然會融化蒸發。石隕石通常結構複雜,含有多種巖石及金屬,穿越大氣層時與空氣發生摩擦,由於結構複雜,很容易因為高溫而受熱不均勻導致爆炸碎裂。俄羅斯「隕石雨」或許就是這個原因導致。
鐵隕石通常以鐵鎳材質為主,也是最有可能穿越大氣層撞擊地表的。所以,我們不但要觀測到撞向地球的小行星,還要分析其主要材質,才能採取相應的應對辦法。但是,我們有辦法嗎?
飛彈攔截?我們目前最快的飛彈速度在25馬赫,而小行星進入大氣層後的速度達到50馬赫。要實現追蹤及攔截以目前的技術水平很難做到。而且飛彈攔截,不管是TNT還是核彈頭所產生的破壞能力相對於直徑500米以上的隕石都有限。
加熱隕石,使隕石氣化?理論上通過飛彈、火箭的撞擊可以使隕石產生熱能,當溫度達到熔點隕石表面就會融化或氣化,進而因內外受熱不均勻而碎裂或爆炸。冰隕石會在這種情況下完全融化蒸發;石隕石大概會因為受熱不均勻而碎裂或爆炸,要達到融化或氣化的高溫應該在3000攝氏度以上;鐵隕石達到熔點後會燃燒,並在持續升溫後發生激烈的反應。而事實上目前並沒有實施這種方案的能力。
要實時地監控每顆小行星已經很不容易,需要全球各國的精誠合作和持續投入,及早地發現威脅。而小行星材質不同、形狀不規則、飛行速度超快,運動沒有規律,要正確地把它帶偏也是相當困難的。
在人類歷史上至今也沒有成功規避隕石撞擊的成功案例。面對這種潛在的風險,人類在防護地球的路上任重而道遠!
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