6500萬年前一顆直徑12公裡左右的隕石令雄霸地球的恐龍退出了歷史舞臺,1908年西伯利亞的通古斯大爆炸極可能也是隕石所致。而去年年底我國青海玉樹也墜落了一顆巨大的火流星,計算出的總衝擊能量相當於三分之二的廣島原子彈當量,也是自1988年來能量釋放中國排第一、全球前十五的火流星事件。
居安思危是人類的本能,這不得不讓人類深思:不談整個宇宙,僅太陽系就有數十億甚至數萬億個天體(小行星、隕石、彗星)在運行,大多在各自軌道乖乖畫圈,但難免會出現不按套路的天體,那人類會不會遇到像恐龍一樣的命運呢?
可能性還是有的!因為在1994年7月,人類首次直接觀測到太陽系內的天體撞擊事件。幸好撞擊的星球是木星,不然後果將不堪設想。
蘇梅克-列維9號彗星!
這顆彗星是由美國天文學家天文學家卡洛琳(Carolyn)和尤金·蘇梅克(Eugene Shoemaker)夫婦及天文愛好者大衛列維(David H. Levy)三人於1993年3月24日在美國加州帕洛瑪天文臺共同發現。按照慣例,這顆彗星被命名為「蘇梅克-列維9號(Shoemaker-Levy 9,簡稱SL9)」。
不過當他們發現時,SL9已經被木星的引力撕裂成許多碎塊。經過哈勃太空望遠鏡的確認,SL9 共有21塊碎片,直徑從幾百米到2公裡不等。進一步的觀察分析,SL9已於1992年7月接近木星,後被木星引力撕裂,同時推測它在被撕裂前已繞木星運行10年。在計算SL9 的軌道後,發現它們朝木星飛奔而去,所以這將是人類史上首次有機會目睹太陽系內的天體撞擊事件,因此科學家們莫不期待這千載難逢的天文奇景。
根據記錄:第一次撞擊發生於1994年7月17日凌晨4時5分(北京時間)開始,到1994年7月22日結束。在6天內,21塊彗星以時速21.8萬公裡的速度陸續墜入木星。碎片撞擊產生了巨大羽狀物直達2000至3000公裡的高空,並將大氣溫度加熱到高達30000至40000攝氏度。
這21塊碎片的撞擊威力相當於在木星扔下20億顆廣島原子彈,釋放出40萬億噸TNT當量的能量。其中最大的碎塊撞擊木星所釋放的能量相當於6萬億噸TNT當量,在木星表面造成的暗色斑塊長達12000公裡,相當於地球大小,久久不散。
其實SL9撞擊的威力看似很大,但對木星來說不算什麼。因為木星是一個氣態巨行星,同時也是太陽系中最大的行星,比其他7顆行星加起來總質量的70%還要重!其赤道半徑為71400千米,是地球的11.2倍,體積更是地球的1300倍左右。同時木星有著綿延數千公裡既厚實又在不停地猛烈擾動的大氣,然後是4萬公裡深的「海」。當然這個「海」不是真的海,而是液態氫組成。
儘管SL9撞擊產生了舉世矚目的天象,但對木星而言只是「小兒科」。實際上,木星是太陽系中最頻繁遭到彗星撞擊的行星,被譽為「太空吸塵器」。它那強大的引力『抓取』了不少彗星與小行星,以至於其發生彗星撞擊的機率是地球的2000-8000倍。
如果SL9撞擊的是地球,會發生什麼?
根據科學家的計算,SL9最初完整時的直徑為5公裡左右。雖然比6500萬年滅絕恐龍那顆隕石要小得多,但也足以造成地球上的大部分生物滅絕。
來自美國羅德斯學院的天體物理學家Gerrit L. Verschuur表示,首先在撞擊時,它會形成一個巨大的火球衝擊波,摧毀任何能看見它的生物。接著撞擊產生的大量塵埃和碎片被拋到空中,然後落下時燃燒再形成大大小小的火流星,造成二次傷害並點燃森林。
其次撞擊的塵埃和森林大火產生的煙塵籠罩全球,使地球陷入所謂的「撞擊冬天」。1公裡的天體撞擊地球,陽光會完全消失一個月左右;一個5公裡的物體可能會擋住太陽一年或更長時間,全球範圍內溫度下降。植物在沒有光合作用下陸續死亡,地下根系更發達的植物可以堅持更久。
同時在撞擊過程中,釋放出數十億噸的硫磺粉塵,其中一部分來自彗星本身,一部分來自可能位於撞擊點以下的富硫巖石層。含硫物質和氮氧化物產生腐蝕性的酸雨,剝奪了所有倖存的植被,酸雨進入海洋並殺死海洋生物,尤其是在大陸架附近。
最初的爆炸將氮氧化物和碎屑拋入平流層,臭氧層估計在幾天內被破壞。沒有臭氧層的保護,地球生物將面臨高強度的太陽紫外線輻。而撞擊和隨後的大火也將大量二氧化碳釋放到大氣中,造成長期的溫室效應。
人類有沒有辦法阻止彗星或隕石撞地球呢?
實話說,彗星和隕石撞擊地球也不是什麼罕見的事。不過很多都是直徑較小的天體,通常在30米以下,它們大部分在進入地球後與大氣摩擦、爆炸,最後渣都不剩。如果撞地天體遠大於30米,那它們會在離地面15到公裡裡的高空爆炸,其爆炸能量比一顆氫彈還要大得多。
那人類到底有沒有能力防止小行星撞地球呢?其實防禦措施還挺多的,比如有核爆、動能撞擊、引力拖曳、質量驅動等。如果集合地球上所有核彈,可以炸毀一個直徑9公裡的小行星。當然,這個要能準確地擊中小行星中心才行。
比如目前對地球最有威脅、直徑約325米的小行星「Apophis(阿波菲斯)」,NASA曾計劃在它2029年飛臨地球時,利用重力拖曳效應原理,發射一顆約1噸重的「引力拖車」飛船以改變(偏移)小行星的軌道。不過根據科學家最新估算,『阿波菲斯』的運行軌道發生微弱變化,與地球相撞的可能性非常小。
另外我國中科院科學家根據「動能撞擊」原理提出「以石擊石」的行星防禦任務方案,即發射無人飛行器捕獲小尺寸小行星組合一起去撞擊對地球有潛在威脅的小行星。模擬顯示,此舉可以讓『阿波菲斯』偏轉距離約1866公裡。
寫在最後:
比較大的小行星或彗星要想撞地球,其實沒有那麼容易。它要先闖過木星、月球,才能直面地球。而研究表明,地球附近直徑大於1km的800顆和直徑大於140米的8000多顆小行星中,沒有一個會在本世紀內直接撞擊地球。
儘管木星強大的引力成為了地球等小行星的屏障,不過也有科學家認為正因木星的「吸星大法」,讓一些本來不會撞上地球的小天體直接改變軌道飛向地球。但考慮到木星的「招星體質」,它被撞的次數遠比地球多得多,木星稱得上是「保護星」。