落在青海玉樹的"火流星"引起了巨大反響,引起網友們的廣泛關注,最近關於該"火流星"已經初步查明其來源,科學家們也公布了相關數據。有幾個問題值得探討:一是為什麼這個"火流星"臨近地球會多次燃爆,二是為什麼明確知道著落地點卻很難找到,三是這樣大隕石來襲我們怎麼防禦。
01.玉樹"火流星"屬於阿波羅型近地小行星,重量約為430噸
在11月底青海玉樹發現奇特的"火流星"後,不久後在德令哈也發現了隕石現象。這不光引起了隕石愛好者的極大興趣,也引起了科學家們的極大興趣。要知道這些隕石來源於哪裡,找到它們並研究,遠比登陸小行星取回樣本要實惠的多。日本的隼鳥2號費了那麼大力氣才取回來0.3g小行星樣本。最近科學家們通過研究發現其來源,並初步估計了其大小。
中國科學院地質與地球物理研究所的李明濤、周炳紅、龔自正等研究員經過科學分析近日給出了可信的答案,初步判定認為這顆火流星是一顆直徑約6.5米的阿波羅型近地小行星,重量約430噸。
根據當時美國宇航局(NASA)的探測數據,其撞擊地球大氣層的速度達到了13.5km/秒,大大超過了第二宇宙速度(人造天體無動力脫離地球引力束縛所需的最小速度),要是這個龐然大物直接擊中地球的話,後果還是十分嚴重的。要知道很多年前恐龍從地球上消失就是因為小行星撞擊地球造成的。不過幸運的是,冥冥之中有奇蹟,雖然該小行星以極快的速度衝向地球,並且和地球的夾角還非常小,不到5度,如果以這樣的質量和速度下降,相當於千軍萬馬超3倍音速橫掃地面,後果不敢設想。
02.大氣層是天然的保護罩,小行星一共發生了10餘次爆炸
好在:一是落在了人煙稀少的青海玉樹,二是在進入大氣層時候發生多次燃爆。據觀測當它到達北緯31.9°、東經96.2°上方時發生了第一次爆炸,當時距離地面的高度為35.5公裡。那麼為什麼這個時候會發生爆炸呢?
大氣層分層圖以及大氣層隨高度變化氣溫變化情況圖
首先,在進入該地點時候,小行星已經在地球大氣層高度110公裡之內的上層的稀薄氣體中飛行了600多公裡,其溫度在幾十秒時間內迅速升高,並且小行星到達平流層大氣密度增加,加上內外溫度和壓力差激發了爆炸。看到這一點你就明白嫦娥五號返回地球也是相當不容易的。
在快速下降的過程中又發生了10餘次爆炸,科學家們估計這些爆炸產生了大量的隕石碎塊,可能會產生隕石雨,覆蓋面積可能達到數百平方公裡。根據當時青海地震臺網的監測,隕石的主體應該仍然存在,可能落點為青海玉樹藏族自治州囊謙縣與玉樹縣交界處(緯度為32.36,經度為96.59)。
03.落點地形複雜,海拔高,冰雪覆蓋蹤跡難尋
既然落點非常明確,那麼人們是否可以按圖索驥,直接找到隕石呢?實際上自動該小行星墜落後,不少國內的隕石愛好者就踏上了"獵隕之路",按照導航點到達落點附近,但是由於地處青藏高原,山谷交錯,冰雪覆蓋,很難找到墜落的痕跡。
青海囊謙縣與玉樹縣地形圖
其實即使不是在高原雪地,這塊隕石核心也很難找尋,一是由於速度極快,撞擊地面的時候可能會發生更多的解體;二是速度快,質量大,大概率會在地面砸出巨大的隕石坑,而又會被冰雪、水源等快速覆蓋,即使到達附近也不能發現。
吉林一號隕石撞擊坑示意圖
最重要的是組織"獵隕之路"的大都是民間組織,沒有專業的設備,也沒有快速到達現場的設備,尋找之路不但困難,還十分危險。
其實對於民間組織來說看隕石值不值錢是其有沒有稀有材料,而對科研工作者來說是對其結構和成分的分析來判斷宇宙的起源,所以即使民間找尋到了,要想發揮最大的價值,也是交給相關科研單位。
歐陽自遠(右二)正在講解中國"吉林1號"隕石
與這次小行星墜落相媲美的是"吉林一號"隕石,1976年3月8日,四噸重的隕石從天而降,在距地面19公裡的高空發生爆炸,分布在面積近500平方公裡的土地上,隕石撞擊形成了一個直徑有2米,深6.5米的坑。科學家當時共採集隕石138塊,其中最大的隕石吉林一號重1770千克,是世界上最大的石隕石。
吉林隕石墜落時和地球夾角為70度左右,速度較玉樹這次小行星還慢一點,都陸續產生了較大的"吉林一號、二號、三號",而此次夾角僅僅為5度,相當於在地面上"打了個水漂",及時精準無誤的到達地震臺網監測的點位,除去精度和誤差不說,光這高速水漂產生的距離可能都是方圓幾十公裡了,和大海撈針就沒有什麼區別了,這也就是為什麼運勢愛好者無功而返的原因。
04.人類是否可以預測小行星、隕石到訪地球,又如何防禦?
這次小行星造訪地球,NASA在其"小行星和彗星軌道及其撞擊地球機率的中心"(CNEOS)上已經提前公布了預測結果。
從這個意義上來說,預測是已經成為可能,我國想過科研機構也正在加強對小行星防禦計劃的實施,並且提出"以石撞石"的設想。具體來說就是發射無人太空飛行器到小行星上去推動小型行星阻擋衝向地球的小行星。
根據我國上述科學家的研究,分析出了這顆小行星原先的軌道:
認為其遠日點位於火星和木星之間的小行星帶中,近日點在地球軌道之內,也可以說它是一個從小行星帶飛來的"客人",在類型上屬於阿波羅型近地小行星,這類小行星的軌道近地點基本都在地球軌道之內,所以有和地球相撞的可能,因此這類小行星對地球來說都非常危險,6500萬年前滅絕恐龍的小行星就屬於此類。
據悉該類小行星數量多達數千顆,人類已經對其600餘顆進行永久編號,科學家們也建立監控體系重點關注的近地小天體。同樣,現在我們已經可以非常準確的預報流星雨發生的時間和觀測區域了,所以從理論上說,監測小行星和較大物體撞擊地球已經具備技術可能性。
那麼既然能監測,那麼我們可以攔截嗎?除了上文所說的設想,有沒有其他辦法呢?
實際上就是我們深空探測的重要原因之一,一方面我國已經建立了覆蓋太空的太空碎片監測中心,不但對人造碎片進行檢測,也對這些近地小行星進行監測。至於攔截很有很多困難,比如這次的小行星可能是源於一顆短周期彗星,所以軌道偏率較大。是受某種撞擊脫離的其母體,又在木星等天體引力攝動下被甩向太陽系內側。
由於其軌道會路過地球軌道,在12月23日早上七點多鐘的時候,兩者的軌道恰好重合,所以這顆小行星就撞擊到了地球上,降落在了青海省玉樹市,所以人們才在那裡看到了火流星事件。
這樣快的速度,這樣大的體積,發射航空器攔截已經來不及了,更何況根據其大概運行軌跡會在無人區降落,按照目前條件想要防禦,最有效的辦法就是通知附近人員就近躲避,或者緊急撤離。
也許在不久的將來,我們不但可以防禦這些將要落向地球的小行星,還可以提前捕獲它們,研究它們。
這是自1988年有記錄以來中國境內規模最大的一起天體撞擊事件,也是2013年車里雅賓斯克事件後,全球範圍內當量排名第三的事件,希望我國能早日找到隕石核心,研究更多信息。
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