隕石的威脅

馬志飛

莫斯科時(shí)間2013年1月15日上午，俄羅斯發(fā)生一起震驚世界的隕石侵襲事件，一塊隕石劃過(guò)天空，在車?yán)镅刨e斯克州切巴爾庫(kù)利湖地區(qū)上空爆炸，大片區(qū)域內(nèi)降下火球，導(dǎo)致約1200人受傷，4000多座建筑物受損，經(jīng)濟(jì)損失約10億盧布。更令人驚訝的是，切巴爾庫(kù)利湖竟然被隕石砸出一個(gè)直徑約8米的冰窟窿！

而在地球的另一邊，位于美洲的古巴，在當(dāng)?shù)貢r(shí)間14日晚上也發(fā)生了一起隕石墜落事件。隨后，北京時(shí)間16日凌晨，一顆編號(hào)為“2012DA14”的小行星近距離掠過(guò)地球，幾乎與之相撞。

在短短的幾天時(shí)間里，“天外來(lái)客”頻繁造訪地球，不斷引發(fā)了人們的關(guān)注和思考：我們的地球安全嗎？隕石會(huì)對(duì)我們的地球產(chǎn)生哪些威脅呢？

隕石是什么

在浩瀚廣闊的茫茫宇宙中，數(shù)以億計(jì)的恒星、行星、小行星及其他太空碎片都在各自的軌道上運(yùn)行著，但仍然有不少星體“不守規(guī)矩”，偏離運(yùn)行軌道，甚至撞擊其他星體。與其他星體不同的是，我們的地球有著厚厚的大氣層作為保護(hù)傘，當(dāng)外來(lái)物質(zhì)高速進(jìn)入大氣層時(shí)，通常在145～110千米的高空便與大氣發(fā)生摩擦而燃燒發(fā)光，我們常?？吹降奶炜罩心且粭l條轉(zhuǎn)瞬而逝的亮線即是這樣的隕星，名曰“流星”。一般情況下，隕星在下落至80千米的高空即已耗盡，但是也有少數(shù)較大塊的隕星剩余少許殘片墜落到地面，這就是我們常說(shuō)的隕石。

從化學(xué)成分上講，隕石顯得很普通，只不過(guò)是礦物的集合體而已。目前，我們?cè)陔E石中已發(fā)現(xiàn)的礦物有80多種，絕大多數(shù)礦物在地球巖石中都有，僅有幾種是隕石特有的，如鐵紋石、鎳紋石等。隕石礦物大多是鎂鐵硅酸鹽，并且普遍含有少量的石墨，個(gè)別隕石中有金剛石。按照其成分和結(jié)構(gòu)分類，隕石可以分為鐵隕石（幾乎全由鐵鎳合金組成）、石隕石（主要由鐵鎂硅酸鹽）和石鐵隕石（含鐵鎳合金50%和硅酸鹽50%）。比如，現(xiàn)存于新疆烏魯木齊市展覽館的一塊鐵隕石，是世界上發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)大隕鐵，體積為3.5立方米，重達(dá)30噸，其主要成分就是鐵，占88.67%，其次為鎳，另有少量鈷、磷、硅、硫、銅等化學(xué)元素。

隕石的破壞之一：砸下隕石坑

細(xì)數(shù)歷史上曾經(jīng)發(fā)生的隕石撞擊地球事件，我們依然能夠想象得出地球曾經(jīng)遭受過(guò)槍林彈雨般的襲擊。隕石撞擊地球，最直接的表現(xiàn)就是會(huì)破壞地表環(huán)境，形成巨大的隕石坑。盡管這些外來(lái)天體在地球表面留下的痕跡，可能會(huì)被各種地質(zhì)活動(dòng)等自然因素抹去、撫平，但我們還能看到昔日“天外來(lái)客”沖撞地球留下的一些印記。

大家都知道，隕石從遙遠(yuǎn)的外部星體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的飛行來(lái)到地球，其速度大得驚人，即使是很小的隕石也能造成巨大的破壞。如意大利科學(xué)家在埃及西南地區(qū)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)保存完好的小型隕石坑，直徑為45米，深度16米，經(jīng)過(guò)計(jì)算，當(dāng)時(shí)撞擊的隕石的直徑僅僅只有1.2米左右，不過(guò)，其速度卻達(dá)到了12874千米/小時(shí)，該速度相當(dāng)于空氣中聲速的十倍以上！當(dāng)這樣的超高速物體通過(guò)介質(zhì)時(shí)，就會(huì)形成高壓瞬態(tài)壓縮波，即沖擊波，能夠造成介質(zhì)的壓力、溫度、密度和速度發(fā)生激烈的變化，從而使巖石物質(zhì)熔化、氣化，礦物變化和強(qiáng)烈變形甚至變質(zhì)，并在地球上形成一個(gè)巨大的圓形坑，有些隕石坑內(nèi)還會(huì)積水，形成一片湖泊。

目前，科學(xué)家們已經(jīng)在世界各地確認(rèn)了176個(gè)隕石坑，分布在32個(gè)國(guó)家的土地上，形成時(shí)期遠(yuǎn)至數(shù)億年前，近至幾千年前，直徑由幾米到近百千米不等，比較著名的有美國(guó)亞利桑那州的巴林格隕石坑、哈薩克斯坦的切利隕石坑、印度的洛納爾隕石坑等。其中，巴林格隕石坑是世界上第一個(gè)被科學(xué)家確認(rèn)的隕石坑，直徑為1280米，深度為175米。根據(jù)計(jì)算，它的形成是由一塊重量約100萬(wàn)噸的隕石撞擊而成，產(chǎn)生的能量約可相當(dāng)于3000萬(wàn)噸級(jí)的氫彈爆炸能量！

2009年，我國(guó)也發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了境內(nèi)第一個(gè)隕石撞擊坑，即岫巖坑，位于遼寧省鞍山市岫巖滿族自治縣蘇子溝鎮(zhèn)古龍村，該坑呈圓形，就像是一個(gè)口朝上的大碗，直徑1800米，坑深約150米，研究表明這是一顆直徑約80米的地外天體撞擊地球的結(jié)果。

隕石的破壞之二：毀屋傷人

倘若隕石正好墜落在人群聚集區(qū)，它就可能會(huì)毀壞建筑物，傷及人類，這也是最直接的威脅。隕石的墜落，通常不只是一塊整體下落，而是在它進(jìn)入地球大氣圈時(shí)與大氣發(fā)生撞擊、摩擦、燃燒、發(fā)光，并在高空發(fā)生爆炸形成碎塊，向四面八方迸射的碎片會(huì)像下雨般地散落到一個(gè)面積非常廣大的區(qū)域，這種現(xiàn)象稱為“隕石雨”。1976年我國(guó)就曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)這樣一場(chǎng)震驚世界的隕石雨。那年的3月8日15時(shí)1分，吉林的天空上出現(xiàn)了一個(gè)大火球，伴隨著巨大的聲響，隕石不斷爆炸分散，最后散落于東西長(zhǎng)約72千米，南北寬約8.5千米的狹長(zhǎng)地帶。事后，相關(guān)部門共收集到完整隕石200多塊，總重達(dá)2700 千克，其中最大的一塊為1770千克，是迄今為止所見(jiàn)最大的石隕石。

可實(shí)際上，被隕石碎片直接擊中的可能性很小。此次俄羅斯隕石墜落事件之后，俄當(dāng)局也只找到了50多塊體積很小的碎片，針對(duì)俄羅斯一些網(wǎng)民在網(wǎng)上出售的隕石碎片，學(xué)者指出都是假貨，畢竟墜落隕石的殘骸的確十分稀少。有關(guān)學(xué)者指出，此次俄羅斯隕石造成的房屋損壞和人員受傷，其元兇是沖擊波，直徑約15米，重7000噸的隕石，在距離地面大約20～25千米的高空發(fā)生爆炸，爆炸釋放的強(qiáng)大沖擊波導(dǎo)致建筑物倒塌及玻璃破碎將人割傷。

隕石的破壞之三：滅絕生物

隕石墜落可能會(huì)造成生物滅絕事件，這是我們能想象到的最嚴(yán)重的現(xiàn)象，當(dāng)然，這在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期里也是屬于十分罕見(jiàn)的偶然現(xiàn)象。有學(xué)者認(rèn)為，恐龍的滅絕就與隕石撞擊地球有關(guān)，當(dāng)時(shí)的隕石或小行星撞擊地球，在全球產(chǎn)生了一股毀滅性的沖擊波，不僅在地球上揚(yáng)起灰塵遮擋陽(yáng)光，引發(fā)一系列的連鎖反應(yīng)，改變氣候條件，還可能穿透了地殼，引起火山大爆發(fā)，在揚(yáng)塵和火山雙重作用的打擊之下，恐龍最終滅絕了。

根據(jù)這個(gè)理論，我國(guó)學(xué)者就太湖的成因還進(jìn)行過(guò)爭(zhēng)論，位于江蘇省南部的美麗太湖，湖的西岸和南岸呈現(xiàn)出規(guī)則的圓弧形，特殊的地貌形態(tài)使得學(xué)者對(duì)它的成因莫衷一是。有人認(rèn)為是古河道出口淤塞、泄水不暢形成的，有人認(rèn)為是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使得地面下陷形成的。南京大學(xué)地球科學(xué)系的幾位教授于1990年在太湖的三山島發(fā)現(xiàn)了沖擊變質(zhì)作用的特有產(chǎn)物——擊變巖，其中含有柯石英存在的痕跡，后來(lái)的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，太湖沉積淤泥中的多種巖石都保留有沖擊震碎和熔融的痕跡，于是，他們提出了這樣的觀點(diǎn)：太湖是隕石砸出來(lái)的，而且推斷太湖沖擊坑的形成應(yīng)該小于1萬(wàn)年。反對(duì)者認(rèn)為，要砸出太湖這么大的“坑”，至少需要直徑約2千米的小行星撞擊，它所產(chǎn)生的威力超過(guò)1000萬(wàn)顆1945年在日本廣島爆炸的原子彈，這樣的結(jié)果必然會(huì)造成我國(guó)江浙地區(qū)甚至全球性的生物滅絕災(zāi)難，可實(shí)際上這里沒(méi)有發(fā)生這樣的生物滅絕事件。所以，至今爭(zhēng)議仍在持續(xù)。

如何抵御隕石侵襲？

研究發(fā)現(xiàn)，每年到達(dá)地球附近的質(zhì)量大于100千克的隕星體有1500顆，但到達(dá)地面上時(shí)大部分質(zhì)量殘留不過(guò)10千克左右，發(fā)現(xiàn)率不過(guò)4～5塊/年。這表明，大塊隕石撞擊地球的其實(shí)幾率很小，并且長(zhǎng)期以來(lái)是保持穩(wěn)定的。此外，我們的地球70%以上的面積被海洋覆蓋，全世界的人口集中在不足30%的陸地之上，這說(shuō)明，即使隕石真的撞擊地球，擊中陸地的概率還不到三分之一，相對(duì)來(lái)說(shuō)，居住在陸地上的人類比海洋生物更安全一些。

話雖這么說(shuō)，但是哪怕有一絲的威脅存在著，都會(huì)引起很多人的不安。大氣層對(duì)我們的保護(hù)不是萬(wàn)能的，如何才能消除那些潛在的威脅成為當(dāng)前空間科技的一個(gè)研究方向。如今，很多國(guó)家對(duì)小行星都有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，美、英、法、德、日、俄等國(guó)家聯(lián)手建立了近地天體國(guó)際監(jiān)測(cè)網(wǎng)，先后發(fā)現(xiàn)了近千顆具有潛在威脅的近地小行星，美國(guó)宇航局的“太空衛(wèi)士”的項(xiàng)目，現(xiàn)在已經(jīng)定位地球周邊93%左右、直徑不小于1千米的小行星運(yùn)行軌道，并計(jì)算出了它們是否對(duì)地球構(gòu)成潛在危險(xiǎn)。

但是，對(duì)于隕石這樣的流星體，目前我們?nèi)祟愡€無(wú)法做到全面觀測(cè)，即使發(fā)現(xiàn)了，也無(wú)法做到及時(shí)攔截。未來(lái)的研究思路是：第一是繼續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)近地小天體建立空間警戒網(wǎng)，進(jìn)行嚴(yán)密的空間搜索和有效監(jiān)視；第二是主動(dòng)出擊，發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)星體采用導(dǎo)彈攔截、航天器引力牽引等方式改變它們的運(yùn)行軌道，或者導(dǎo)彈轟擊直接摧毀它們，以便化險(xiǎn)為夷。這需要世界各個(gè)國(guó)家一致努力，攜手抵御外侵，才能保護(hù)我們共同的家園。（來(lái)源：科學(xué)網(wǎng)博客，2013-04-17）endprint