當(dāng)一顆流星墜落地球

盧健龍

雖然不是每個(gè)人都有幸親眼見證流星的降臨，但幾乎每一個(gè)幸運(yùn)兒都會好奇這些稍縱即逝的天外來物的來源。公元2世紀(jì)，著名天文學(xué)家、“地心說”的提出者托勒密就曾將流星解釋為眾神俯視大地時(shí)從天球的縫隙中滑落的星星。他還認(rèn)為，流星出現(xiàn)的時(shí)候正是眾神俯看人間的時(shí)候，此時(shí)如果許愿，便可能在眾神的幫助下得以實(shí)現(xiàn)。一直到21世紀(jì)的今天，仍然有很多人是這種浪漫幻想的追隨者，流星和許愿也成了眾多影視文學(xué)作品中的固定搭配。

在遙遠(yuǎn)的東方，比托勒密的誕生還要早得多的時(shí)候，中國人就已經(jīng)留下了對流星的目擊記錄?？鬃釉谄渚幾摹洞呵铩分杏涊d了在魯僖公十六年（前644）五顆隕石墜落于宋國（今河南商丘境內(nèi)）的事件：“隕石于宋，五?！边@是中國古籍中對流星和隕石最早的記錄之一，孔子對隕石這一貼切的稱呼被沿用至今。在《春秋》中的另一處，孔子還留下了對流星雨的記錄：“夏四月辛卯，夜恒星不見，夜中星隕如雨?！边@是歷史上最早的對天琴座流星雨的描述。然而，在我們祖先的眼中，流星經(jīng)常是不祥之兆，比如在唐朝名臣魏徵等人所編撰的《隋書》卷二十一中，就記下了北周末代皇帝周靜帝時(shí)期的一次流星事件：“六月丁卯，有流星一，大如雞子，出氐中，西北流，有尾跡，長一丈所，入月中，即滅。占曰：‘不出三年，人主有憂。 又曰：‘有亡國。。”

無論是對美夢成真的幻想，還是對厄運(yùn)將至的擔(dān)憂，歸根到底都源于當(dāng)時(shí)人們對宇宙的認(rèn)知局限。我們現(xiàn)在知道，隕石本質(zhì)上就是從外太空墜落于地面的一些固體碎片，當(dāng)這些外來物體高速穿過大氣層時(shí)，便會與空氣劇烈摩擦并發(fā)光發(fā)熱，這就是人們所看到的流星。從本質(zhì)上來看，流星與我們身邊隨處可見的一石一木并無不同，它們由我們熟知的原子構(gòu)成，也時(shí)刻遵循著與地球相同的物理規(guī)律。

到達(dá)地面的隕石通?？梢愿鶕?jù)成分劃分為3類，分別是石隕石、石鐵隕石及鐵隕石。石隕石中的主要成分是巖石，鐵隕石則主要包含鐵與鎳，石鐵隕石中同時(shí)存在很多金屬和巖石。人類最早制作的鐵器，便源于隕石中的隕鐵。其形態(tài)獨(dú)特，比一般鐵礦更易被發(fā)現(xiàn)和利用，成為人類煉制鐵器的起點(diǎn)。

目前已知世界上最大的隕石是位于非洲納米比亞共和國境內(nèi)的霍巴隕鐵（Hoba Meteorite），這塊巨大的隕石主要由鐵組成，總質(zhì)量約60噸，由于它實(shí)在太重了，從墜落到地面的那一天起就沒有離開過撞擊點(diǎn)，并被塵土逐漸掩埋，直到1920年被人偶然發(fā)現(xiàn)并挖出才重見天日。在中國新疆維吾爾自治區(qū)的阜康市，人們也發(fā)現(xiàn)過一塊重達(dá)1003千克的隕石，它被稱為阜康隕石。與屬于鐵隕石的霍巴隕鐵不同，阜康隕石是一塊石鐵隕石，里面含有大量的橄欖石結(jié)晶，絢麗奪目。當(dāng)然，并非所有的流星都能在地面上留下如此顯眼的遺跡。許多流星在大氣層中燃燒并解體，最終只在地球上留下細(xì)如塵埃的微隕石，只有在海洋沉積物和極地沉積物等少數(shù)地方，我們才有機(jī)會探尋它們的蹤跡。

除了隕石本身，流星撞擊地面所留下的隕石坑也吸引了眾多科學(xué)家和隕石愛好者的濃厚興趣。隕石在下墜過程中會有一個(gè)與之對應(yīng)的終端速度，在形狀大致相同的情況下，越大的隕石質(zhì)量就對應(yīng)著越大的終端速度。這種現(xiàn)象在我們?nèi)粘Ｉ钪幸埠艹Ｒ?，從樓上掉下來的螞蟻幾乎不會有什么損傷，因?yàn)樗鼈冊谙陆颠^程中會很快達(dá)到一個(gè)很小的終端速度，接著便幾乎勻速地落向地面。如果墜落的隕石擁有非常大的質(zhì)量，那么它便可以在飛向地面的過程中不斷加速，最終以巨大的速度與地面接觸，伴隨而來的則是驚人的動量和能量的瞬間釋放，撞擊點(diǎn)會因此留下尺寸可觀的隕石坑。位于美國亞利桑那州北部沙漠中的巴林杰隕石坑（Barringer Crater）是其中一個(gè)著名的例子，它的直徑有1200米，深度為170米，呈現(xiàn)出與眾不同的近似方形的輪廓。

值得一提的還有一個(gè)容易與流星相混淆的概念，即彗星。彗星又被稱為“掃把星”，這名稱源于其長而顯眼的尾部。彗星是由冰凍的氣體、塵埃和巖石等構(gòu)成的天體，當(dāng)它們在移動時(shí)接近太陽，便會被加熱進(jìn)而釋放出氣體，形成從地球上便可以觀察到的彗發(fā)和彗尾。古希臘哲學(xué)家亞里士多德是最早嘗試為彗星給出宇宙學(xué)理論解釋的人之一，他在《天象論》中認(rèn)為，彗星是一種大氣現(xiàn)象，而不是獨(dú)立的行星。從現(xiàn)在的理論來看，他的認(rèn)知顯然是錯(cuò)誤的，但不可否定的是，亞里士多德根據(jù)當(dāng)時(shí)僅有的觀察結(jié)果和邏輯分析進(jìn)而推理論證的科學(xué)精神，引導(dǎo)科學(xué)家們最終揭開了彗星的神秘面紗。

微小的流星往往在到達(dá)地面之前便被完全燒毀，不留任何痕跡。稍微大一些的流星則有機(jī)會在地球上留下或大或小的隕石，在時(shí)間的洪流中逐漸被掩埋，或者被幸運(yùn)的隕石獵人送進(jìn)收藏家的展覽室。但如果是尺寸極其巨大的流星，則可能給地球帶來翻天覆地的變化。曾經(jīng)統(tǒng)治地球大陸長達(dá)1.6億年的恐龍，在距今約6600萬年的白堊紀(jì)末滅絕事件中消失殆盡，只留下鳥類這一支直系后代?？铸埖臏缃^給哺乳動物的崛起騰出了空間，現(xiàn)在的我們也因此出現(xiàn)。那么6600萬年前到底發(fā)生了什么，以至于地球生物圈的發(fā)展出現(xiàn)如此巨變？現(xiàn)在大多數(shù)人接受的理論是由加州大學(xué)伯克利分校的西班牙裔美國物理學(xué)家路易斯·阿爾瓦雷茨于 1980年提出的隕石撞擊理論。

大約6600萬年前，一顆直徑10千米左右的小行星以每秒20千米的速度撞擊了墨西哥的尤卡坦半島，這次撞擊所釋放的能量為1014噸TNT當(dāng)量。這個(gè)能量有多大呢？人類到目前為止引爆過的威力最大的炸彈是蘇聯(lián)制造的“沙皇炸彈”，其爆炸威力是5000萬噸TNT當(dāng)量，也就是說，那次小行星撞擊地球的能量相當(dāng)于同時(shí)引爆了200萬顆“沙皇炸彈”。劇烈的能量釋放產(chǎn)生了一個(gè)直徑約為 180千米的巨型隕石坑，它被稱為?？颂K魯伯隕石坑（Chicxulub Crater）。隨之而來的是一連串的全球氣候和環(huán)境巨變，生態(tài)系統(tǒng)迅速崩潰，甚至連地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)都被顯著改變了。

流星終結(jié)了恐龍時(shí)代，也開啟了哺乳動物的繁榮時(shí)代。由于氣溫降低與大型獸類帶來的食物匱乏，人類“被迫”放棄單一的狩獵與采集生活，開始嘗試種植農(nóng)業(yè)作物，由此揭開了文明新篇章。時(shí)至今日，依舊有人因?yàn)榱餍堑慕蹬R憂心忡忡，也有人在流星的光芒下期待美好。回溯歷史，探尋未知，科學(xué)家們在思考中逐漸走出迷霧，深入宇宙。