2017年5月1日 星期一

小行星撞擊地球

 在整個地球的歷史長河中,小行星與地球「擦肩而過」甚至撞擊地球的事不乏其例,難道我們生活的地球真的是危機四伏嗎?
   2002年1月7日,除了幾個知情的天文學家外,恐怕再沒有人會覺得這天與往常有什麼不同了。然而正是這天,一枚直徑300米的小行星以11萬公里/小時的速度與地球「擦肩而過」,確切的時間是北京時間15點37分。小行星在地球門前掠過並非第一次,然而這次卻令科學家們至今心有餘悸,道理非常簡單,儘管這枚小行星很久以來一直朝著地球的方向飛速運行,但直到2001年12月26日,即直到小行星駛向地球近地點前的12天,它才被美國國家威夷天文台的一台小型天文望遠鏡所發現。
   這枚小行星的編號是2001YB5.當美國的天文望遠鏡捕捉到它時,它正朝著地球的方向迅速逼近,當時看上去,它的大小也就與從地球上觀測月球表面一塊直徑1米大的岩石相似。剛發現它時,美國天文學家曾異常緊張,因為一枚直徑300米、可能是以堅硬的岩石組成的小行星一旦以11萬公里/小時的速度撞上地球,其能量至少可以將方圓150公里內的所有建築和自然物夷為平地,甚至對方圓800公里以外的地區也會造成不可估量的損失。直到科學家們以最快的速度計算出小行星的運行軌道後,他們才鬆了一口氣:這枚小行星不會撞上地球,在距離地球83萬公里時,它將轉向為逆地球運轉的方向而去。事實驗證,小行星的運行軌跡與科學家的計算毫無二致。83萬公里,從常理上看是個不近的距離,但從天文學上看,在太陽系裡,它已經駛進地球的「近郊」。換句話說,以它的運行速度,小行星從其軌道近地點到地球的距離僅有不足8個小時的路程!
   如果這枚小行星真的駛向地球,那麼人類只能坐以待斃,因為以現在的科學手段,科學家雖然能很快計算出它的運行軌道並預見到它所威脅的具體地區,但卻沒有能力在12天的時間裡採取任何有效的預防措施。
   2002年6月14日,一顆小行星從地球附近飛過,當時它與地球的距離比月亮還近,人類卻沒任何表示,3天後才反應過來。雖然這顆小行星只有足球場那麼大,但如果它與地球相撞,足以將一座繁華都市夷為平地。天文學家們6月17日才發現這位「地球訪客」,他們將這顆小行星命名為2002MN.據估計,它的直徑大約在45米到109米之間,從地球旁邊急馳而過時最近距離為12萬公里,運行速度為每小時3.7萬公里,位於美國新墨西哥州的林肯近地小行星研究項目的科學家首先發現了這顆小行星。現在,這顆小行星已經飛到離地球幾百萬公里以外的地方了。
   小行星是指太陽系形成時產生的碎石,它們圍繞太陽運行,但軌跡從不固定。
   在人類的記錄中,只有一顆小行星比2002MN飛得離地球更近,那就是1994年的XMI,當年12月9日它離地球的最近距離只有10.5萬公里。2002MN是一顆輕量級小行星,它圍繞太陽飛行一周需要894.9天,一旦撞擊地球,只會危及一定的地區,並不會對整個世界構成危害。英國國家空間中心近地目標信息中心公佈的一份新聞稿稱:「如果2002MN撞上地球,它帶來的危害會跟1908年西伯利亞通古斯卡遇到的撞擊差不多,當時2000平方公里的森林被剷平。」當年,襲擊地球的巨石長60米,其威力相當於廣島原子彈爆炸的600倍。
   據科學家猜測,一旦2002MN撞擊地球,很可能會在大氣層發生爆炸,產生巨大的衝擊波。
   但是,地球遭遇小行星或者慧星撞擊的可能性非常小,絕大多數宇宙訪客都不會像2002MN那樣與地球這樣親近。它的這一「親近」著實讓一些科學家震驚,所幸的是,它今後不會再飛得離地球這樣近了。它下一次光顧地球會在2061年,但距離地球會比2002年6月14日時要遠得多。天文學家們努力測繪大一點的小行星的飛行軌跡,它們的長度超過1公里,一旦撞擊地球會完全改變世界的氣候。
   但是,人類對輕量級小行星的觀測和研究明顯不足,科學家們對此十分擔心。要知道,科學家們發現行星靠的是它們能夠反射太陽光,而輕量級小行星反射的光不強,只有在距離地球十分近的情況下才會受到人類的關注,因此它們的危險性不可忽視。此外,天文望遠鏡多集中在北半球,南半球成了人類的盲點,一旦小行星飛向那裡,人們毫無防備。
   據稱,如果小行星一旦進入撞地軌道,不僅人類發射導彈攔截為時已晚,而且緊急疏散居民都來不及。事實上,在整個地球的歷史長河中,小行星與地球「擦肩而過」甚至撞擊地球的事不乏其例,最令人心悸的就是6500多萬年前一顆直徑約10公里的小行星以9萬公里/小時的速度與地球相撞,撞擊點在今天墨西哥的尤卡坦州。世界各國科學家對墨西哥萬卡坦半島隕石口地區的研究工作有了初步結論,這為隕石墜落和地球隨後的演化理論提供了物質依據。在研究中發現了硫酸鹽類礦物———石灰石和硬石膏。
   專家們認為,這證明了小行星墜落致使地球上50%動物滅絕的理論。硬石膏的存在是硫大量集中造成的,硫與碳酸鹽結合形成了硫酸,硫酸雨「殺死了」陸地和水中的生命。撞擊還引起了小行星大爆炸,發生了多次破壞性嚴重的強烈地震和其他災難。爆炸產生的塵埃充斥了整個地球大氣層,阻擋了陽光,致使氣溫驟降,植物枯萎。有科學家認為,正是這次小行星與地球相撞,導致當時主宰地球的恐龍及其他許多大型動物完全滅絕,恐龍和其他許多動植物正是在那時從地球上消失的。
   在20世紀70年代,取自月球的岩石顯示,月球的最大峽谷,或者說是盆地,幾乎所有的大峽谷都處於相同的年齡。即形成於38.8億年前與40.5億年前的時間。這表明月球和其附近的地球受到了巨大岩石奔流不息的撞擊。
   這為一個具有爭議的學說提供了佐證,即在40億年前,少年時代的地球和月球曾被突然出現的巨大宇宙岩石所撞擊。就地球來說,這方面的證據已被湮滅在其作為行星的地質活動之歷史長河中,並且該地質活動至今仍在持續。
   幾十年來,科學家們一直奇怪於其他的年輕行星是如何咆哮著向地球和月球拋物撞擊的。他們猜測,由於外層行星的形成和軌道的轉換,使得彗星和小行星軌道偏離,進而向太陽系內層爆撞。科學家們首先比較了月球岩石和小行星的殘片,發現它們具有相似的特定元素的濃度。然後,他們檢驗了在火星和木星之間的小行星帶,發現它們就像在小行星亂陣之中的囚徒一樣,正在四分五裂。對已經從小行星帶墮落的、和大約40億年前碰撞形成的小行星的關鍵同位素進行配對比較,結果發現其中的一些同位素,其實是從小行星帶飛出來的。在南極洲找到的隕石和最初萎衰的火星面貌,顯示出在地球和月球被撞擊時,它們皆已被部分地熔化。科學家們的研究,支持了有關在月球盆地形成時,整個太陽系內部都在被小行星撞擊的學說。
   而有些科學家認為,該小行星學說不僅僅是假說,並不見得就是事實。他們認為,月球在被彗星撞擊形成盆地之後,在更小的小行星的撞擊中,月球岩石上的微量元素,可能已經沉澱。同時,有些科學家則懷疑,彗星或小行星是否真正與月球發生過撞擊。月球的盆地可能永遠具有相同的年齡,因為在40億年前,當時仍在形成的月球遭受到了許多的衝擊,以至於其表面不能再被修復。而瑞士聯邦科技研究所的科學家通過對美國阿波羅號宇宙飛船從月球帶回的岩石進行研究,發現了月球與地球曾經相撞的最新證據。
   目前,科學界有一種月球生成的理論認為,月球最早的時候是和火星一樣大的星球,大約在太陽系形成5000萬年後,也就是地球生成的早期,該星球與地球相撞,並激起大堆大堆的熔岩,其中某些熔岩後來就形成了今天的月球。此次瑞士科學家們發現,月球岩石裡面氧氣的同位素比例和地球的一模一樣。另外,科學家通過計算機對碰撞進行模擬,顯示月球主要是由「月」星球的材料所構成。為此,瑞士的科學家們斷定,月球和地球同位素的比例既然一樣,就可以證明「月」星球曾經同地球發生過碰撞。
   難道我們生活的地球真的是危機四伏嗎?其實不然,為使研究人員、新聞媒體和廣大公眾能夠準確掌握某星體對地球的實際威脅程度,避免讓公眾產生不必要的恐慌,1999年,國際天文聯合會在意大利都靈制定並通過了小行星對地球威脅的險級標準,並將此標準命名為小行星險級都靈標準。小行星險級都靈標準共分11級,即從0級到10級險級程度逐級增加。都靈0級表示小行星不會撞擊地球或表示小行星在接近地球時已經瓦解成絕對不會對地球造成任何威脅的碎片;都靈1級表示小行星的動態值得觀察,升至7級則表示小行星對地球可能會造成一定威脅;而都靈8-10級則表示小行星肯定會對某地、某地區甚至整個地球造成災難性的危害。根據國際天文聯合會報告,截止目前,天文學家還沒有觀測到超過都靈1級的小行星,也沒有發現在相當長的一段時間內會對地球造成重大威脅的天體。至於剛剛光臨過地球「近郊」的2001YB5,它下次再接近地球的時間是2052年,但與地球的距離將是2700萬公里,即便在更遠的未來,它撞上地球的可能也是微乎其微。從科學上分析,只有直徑超過1公里的小行星才能對地球帶來災難性的毀滅。天文學家估計,對地球有潛在威脅的這類小行星大約超過1000個,但現在已知的只有300多個。
   目前,美國正全力支持對1公里以上小行星進行觀測,預計到2008年以前,所有直徑在1公里以上、對地球存在潛在威脅的小行星都將歸檔登記並被追蹤軌跡。針對小行星對地球的威脅,科學界已經有了許多設想,如向對地球具有威脅的小行星發射核彈,將小行星擊碎。關於這種方法,有專家評論說,這種方法不難達到,但並不理想,因為每個小行星的物質構成不一,科學界尚無法知道核彈的力量是否足以使小行星粉碎成不會對地球造成任何威脅的直徑不足10米的碎塊,如果小行星不能被擊成足夠小的碎塊,被擊碎的直徑為數百米的大型天體可能會變成眾多直徑為數十米的行星碎塊,沿著原來的軌道像行星雨一樣降到地球上,這樣雖然減少了局部的撞擊,但卻會使撞擊面增多。於是便有專家提出了改變小行星軌道的方法,讓它偏離可能與地球相撞的軌道,如在小行星表面放置離子發動機,或借助太陽風,或向小行星周圍發射核彈等等。但無論是發射核彈擊碎小行星,還是使用各種方法讓它改變運行軌道,前提條件都是要提早發現,發現得越早,成功的可能越大。
   目前,除美國外,英法等國也都啟動了小行星國家觀測計劃,並為這一計劃配備了先進的天文設備。在科技飛速發展的今天,只要全世界對小行星研究給予足夠的重視,人類就不會遭到和恐龍一樣的滅頂之災。