隕石襲俄引發(fā)三大問
2月15日發(fā)生在俄羅斯的一幕,讓人們頓時(shí)感受到了天外不速之客的威脅——一塊燃燒的隕石拖著長長的火球,墜落在烏拉爾山脈東麓的車?yán)镅刨e斯克州薩特卡市附近。
這塊最終測算直徑17米、重達(dá)1萬噸的隕石,以每秒約18公里的速度撞向地球,爆炸當(dāng)量相當(dāng)于47萬噸TNT烈性炸藥。美國媒體報(bào)道稱,它在空中爆炸的威力為廣島原子彈的30倍。
隕石爆炸產(chǎn)生的沖擊波到達(dá)地面后,擊碎了無數(shù)居民家里的玻璃,導(dǎo)致當(dāng)?shù)亟?200人受傷。比這更讓人焦心的是,對這一次的隕石雨,居然毫無征兆和預(yù)警。
一直以來,小行星撞擊地球?qū)е職绲摹澳┤照f”一直深入人心,也衍生了很多相關(guān)主題的電影。如果有更大的隕石造訪地球,會對地球造成什么樣的傷害?
隕石來自哪里?
據(jù)初步判斷,襲擊俄羅斯的隕石從太陽的方向飛來,但要科學(xué)地?cái)喽▉碓?,就必須要取得隕石樣本進(jìn)行一系列物理學(xué)、化學(xué)上的分析
這一顆突然冒出來的隕石是從哪里來的?追根溯源,我們需要先弄清楚小行星、彗星、流星、隕星和隕石之間的關(guān)系。
小行星是一類繞太陽運(yùn)行、但個(gè)頭比行星小得多的不活躍天體。彗星也是相對較小的一類天體,但有時(shí)活躍,彗星靠近太陽時(shí)其物質(zhì)會蒸發(fā)形成彗發(fā)或彗尾。
流星體是來自彗星或小行星的小塊,當(dāng)流星體進(jìn)入地球大氣層因摩擦而發(fā)光發(fā)熱時(shí),人們就會看到流星,如果流星體穿越大氣層后還未灰飛煙滅,其“殘骸”就是所謂的隕星,墜落地表即人們見到的隕石。
大部分的隕石可能本來就游離在太陽系中,他們來自位于火星與木星之間的小行星帶。這里的小行星體型跨度很大,擁有眾多的“大塊頭”,比如谷神星,直徑長達(dá)950千米,而小的卻細(xì)如塵埃。
它們闖入地球的一畝三分地是拜火星或木星所賜。受到火星、木星的影響,它們自身的軌道會漸漸產(chǎn)生偏離,日積月累就可能闖入與地球相交的軌道。
當(dāng)然,這也可能是彗星帶給地球的禮物。每當(dāng)彗星靠近太陽時(shí),便會拋灑出很多流星體。受到其它天體引力的影響,它們會慢慢擴(kuò)散開來,在彗星軌道上形成一條塵埃帶。而當(dāng)?shù)厍虼┻^這條塵埃帶時(shí),這些流星體便會落入地球的懷抱中。
此外,一些隕石還可能是近鄰的“火星人”或“月球人”。當(dāng)大型的隕石與火星或月球發(fā)生劇烈撞擊時(shí),火星或月球的碎片將被濺射到太空,最終被拋向地球。
從個(gè)頭來看,上述天體直徑若小于25米,大多在進(jìn)入地球大氣層就灰飛煙滅了,因此幾乎不構(gòu)成任何威脅。如果直徑大于25米但小于1000米,撞擊地球后會對撞擊點(diǎn)局地造成威脅。
古巴國家電視臺2月15日報(bào)道,古巴中部羅達(dá)斯小鎮(zhèn)的居民稱,當(dāng)?shù)貢r(shí)間14日20時(shí)(北京時(shí)間15日9時(shí))左右發(fā)生了一起隕石墜落事件,沖擊波使部分建筑物發(fā)生晃動。
上一次大規(guī)模的外來天體撞擊地球是1908年的通古斯大爆炸,同樣也發(fā)生在俄羅斯。那次隕石爆炸的能量相當(dāng)于1000倍廣島原子彈爆炸,廣袤原野里超過2150平方公里內(nèi)的6000萬棵樹被焚毀。美國科學(xué)家利用超級計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致這次大爆炸的,可能是一顆直徑僅為50米的小行星,比之前預(yù)料的要小很多。
那么,此次撞擊俄羅斯的這塊隕石到底從哪里來?據(jù)初步判斷,它從太陽的方向飛來。不過在北京天文館館長朱進(jìn)看來,目前下結(jié)論還為時(shí)過早。他在接受南方日報(bào)記者采訪時(shí)表示,“要科學(xué)地?cái)喽E石的來源,就必須要取得樣本進(jìn)行一系列物理學(xué)、化學(xué)上的分析,俄羅斯現(xiàn)在應(yīng)該取得了隕石碎片,相信很快就會有一個(gè)清晰、明確的答案?!钡嘈?,這塊隕石產(chǎn)自彗星的可能性很小,因?yàn)殄缧菕仦⑿纬傻牧餍求w實(shí)在太小,在進(jìn)入大氣層之后就會被燃燒殆盡,一般不會墜落地面。
根據(jù)觀測統(tǒng)計(jì),每年地球遭遇的隕石撞擊都有成千上萬起,只不過很多都因?yàn)樘?,進(jìn)入大氣層后就已燃燒掉了。據(jù)說這一次俄羅斯遭遇的隕石按預(yù)測也會如此靜悄悄地了結(jié)自己。據(jù)俄羅斯《消息報(bào)》網(wǎng)站報(bào)道,俄國防部幾天前已收到有關(guān)墜落隕石的信息,但當(dāng)時(shí)專家認(rèn)為這顆隕石會在墜落地球前燃燒殆盡,因此沒有發(fā)出警報(bào)。
不過,朱進(jìn)認(rèn)為,“以俄羅斯這顆隕石的狀況來看,這個(gè)體型、這個(gè)直徑,根本不可能提前幾天就會收到墜落的消息?!?/p>
為何沒能預(yù)警?
隕石的母體——流星體,絕大多數(shù)都無法被預(yù)測到。能否預(yù)報(bào)與小行星大小、所處軌道、季節(jié)等有關(guān),也跟它是否從太陽方向飛來有關(guān)
如今我們擁有各種高科技,天文設(shè)備也日益精準(zhǔn),對于這次造成上千人受傷的隕石事故,難道不能提前預(yù)報(bào)嗎?朱進(jìn)認(rèn)為,沒有提前預(yù)報(bào)的主要原因還是因?yàn)樗×?,所以沒有足夠的精度來探測。
但朱進(jìn)補(bǔ)充表示,也不是說小的行星就監(jiān)測不出來,“比這個(gè)小的小行星我們都曾發(fā)現(xiàn)過?!?008年10月7日,一顆汽車大小的小行星2008TC3突襲地球。在這顆小行星到達(dá)地球的十多個(gè)小時(shí)之前,美國的卡特林那巡天系統(tǒng)預(yù)報(bào)了它的蹤跡,并成功預(yù)報(bào)了它將在蘇丹上空爆炸。這次是天文學(xué)家首次成功對小行星撞擊地球作出的提前預(yù)報(bào),也是目前唯一一次。
朱進(jìn)表示,小行星來襲的預(yù)報(bào)與所處軌道、季節(jié)等因素有關(guān),也跟這顆小行星是否從太陽方向飛來有關(guān)?!疤柍鰜?,它也跟著出來,太陽下山,它也跟著下山,我們觀測不到它”。
“每年掉落到地球上的隕石大約有200顆,而這些隕石的母體——流星體,絕大多數(shù)都無法被預(yù)測到?!敝爝M(jìn)表示。
有報(bào)道說俄羅斯車?yán)镅刨e斯克動物園的部分動物從14日夜間就開始有異常反應(yīng),其中狼和馬的反應(yīng)最為激烈。有網(wǎng)友認(rèn)為這意味著或可從動物研究入手來預(yù)警隕石撞地球,但朱進(jìn)認(rèn)為,這絕無可能?!皬膩砭蜎]有相關(guān)的數(shù)據(jù)或資料支持兩者之間的聯(lián)系,動物可能會對地震等來自地球內(nèi)部的災(zāi)害有特殊的感知能力,但絕不會對來自外太空的威脅有感應(yīng),如果這則新聞屬實(shí),也純粹是一種巧合?!?/p>
那么,什么樣的小行星招地球喜歡呢?國際天文學(xué)界的統(tǒng)計(jì)分析顯示,小行星撞擊地球的概率大小與其體積大小成反比,即體積越大的小行星撞擊地球的可能性就越小。
對此,很多人認(rèn)為,這與體積小的小行星質(zhì)量小,易受天體引力作用,保持自身軌道的穩(wěn)定性差有關(guān)。但朱進(jìn)認(rèn)為,這多是一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的結(jié)果,因?yàn)榕c體型小的小行星相比,外太空中體型大的小行星數(shù)量少,自然撞擊地球的概率就小,“軌道穩(wěn)定性都差不多,小行星那點(diǎn)質(zhì)量差別相對于大型天體來說根本就是微不足道?!?/p>
雖然難以提前預(yù)報(bào)這樣的小行星的突然造訪,但人類大可不必杞人憂天,因?yàn)閹缀跛械淖矒羰录际请E石粉身碎骨,而地球卻完好無損。
從概率來看,撞擊地球的小行星達(dá)到小汽車級別的一年只有一個(gè),卻依然不能穿過大氣層這道關(guān)口。而每過2000年,才會有一個(gè)足球場大小的流星體墜落地表,造成一定程度的危害。大約要好幾百萬年,才會有一個(gè)足以毀滅地球的大型天體撞擊地球。
而人類要被隕石擊中更是難于上青天。隕石的墜落地點(diǎn)通常是渺無人煙的地區(qū)或海洋,罕有造成人命傷亡。而根據(jù)加拿大亨茨伯格天體物理研究院的推算,在世界60億人口中,每10年只有1人直接殞命于質(zhì)量不小于100克的隕石墜落,而每年也不過有16座房屋被隕石擊穿屋頂。
著名天文學(xué)家Alan
Harris做報(bào)告時(shí)最愛講一句話就是“我冒著更大的危險(xiǎn)來宣傳小行星撞地球的危險(xiǎn)”。他通過計(jì)算認(rèn)為,一個(gè)人一生中被隕石擊中的概率約為70萬分之一,甚至略低于一個(gè)人一生中遇到一次空難的概率。
朱進(jìn)介紹,近些年中國曾經(jīng)發(fā)生過兩次隕石雨。第一次是在1976年的吉林,墜落范圍較大。第二次是在2012年的青海省西寧湟中縣,有將近上百塊隕石被撿到,但并未傷人。
太空“流浪漢”如何防?
據(jù)美國“近地小行星追蹤計(jì)劃”的天文學(xué)家估計(jì),有可能撞擊地球并帶來災(zāi)害的近地小天體總數(shù)大約700顆,襲擊地球的潛在危害不小
雖然具有威脅的小行星撞擊地球的概率很低,但這些外太空的“流浪漢”一旦真的闖進(jìn)家門,卻可能是人類難以承受的傷害。
在宇宙中,這樣橫沖直撞的小行星比比皆是,很多比可能引發(fā)通古斯爆炸的小行星都要大,說不定哪一個(gè)就會心血來潮造訪地球。據(jù)美國“近地小行星追蹤計(jì)劃”的天文學(xué)家估計(jì),有可能撞擊地球并帶來災(zāi)害的近地小天體總數(shù)大約700顆。
科學(xué)家一直沒有放松對它們的警惕。其中令天文專家最為關(guān)注的是一顆叫做“阿波菲斯”的近地小行星,據(jù)科學(xué)家計(jì)算,到2029年,直徑約300米的“阿波菲斯”與地球的距離將不到4萬千米。盡管這顆小行星2029年撞上地球的危險(xiǎn)已被排除,但在2036年仍然存在著與地球發(fā)生碰撞的可能性。
如何突破這個(gè)瓶頸?俄羅斯科學(xué)院天文研究所首席研究員亞歷山大·巴格羅夫在接受“俄羅斯之聲”采訪時(shí)稱,向太空發(fā)射小型望遠(yuǎn)鏡是使地球免受隕石撞擊的唯一辦法。這位學(xué)者認(rèn)為,借助外太空望遠(yuǎn)鏡,可以發(fā)現(xiàn)一百多萬公里以外正在逼近的危險(xiǎn)天體,并可計(jì)算出它們的軌道。
朱進(jìn)認(rèn)為,往太空里發(fā)射天體望遠(yuǎn)鏡來監(jiān)測是有道理的,“它可以突破空域的限制,突破太陽的制約?!北热缯f在地球與太陽連線成90度直角的外太空,就可以監(jiān)測從太陽方向來的小行星,更大的角度也可以。
他強(qiáng)調(diào),要做到百分之百可監(jiān)控、可預(yù)測也不太現(xiàn)實(shí),只能重點(diǎn)監(jiān)控體型較大的小行星,更小的還需要完備的地面監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)來配合。
目前,國際上已有多個(gè)對近地天體進(jìn)行觀測的項(xiàng)目,包括旨在發(fā)現(xiàn)和追蹤所有穿越地球軌道的較大小行星的Space
watch(空間監(jiān)測)項(xiàng)目,美國宇航局和歐洲航天局合作的SOHO(Solar &Heliospheric
Observatory 太陽及日球?qū)犹煳呐_)項(xiàng)目,加州理工學(xué)院噴氣動力實(shí)驗(yàn)室的NEAT(Near-Earth Asteroid
Tracking近地小行星追蹤)項(xiàng)目等。
就在俄羅斯隕石墜入地球的前一天,美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校和加州理工大學(xué)一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)公布,計(jì)劃利用太陽能構(gòu)建一個(gè)巨大的激光束相控陣,用以監(jiān)測和提前銷毀危及地球的小行星。
這個(gè)計(jì)劃被稱為“探測和擊毀小行星單向太陽能相控陣”(DE-STAR)的人造天體系統(tǒng)。它的基本原理是,利用太陽能構(gòu)建一個(gè)巨大的激光束相控陣,如果小行星來訪,它可以及時(shí)鎖定而且予以“燒毀”。
為及時(shí)搜索出對地球存在潛在威脅的近地天體,我國的中科院也在1999年組建了“近地天體探測和太陽系動力學(xué)研究”團(tuán)組,已在江蘇省盱眙縣建立了紫金山天文臺近地天體觀測基地,并成功安裝了1.2米施密特近地天體探測望遠(yuǎn)鏡。
不過,朱進(jìn)認(rèn)為,這次的隕石撞擊事件從造成的后果來看還是比較小的,因?yàn)檫@顆隕石確實(shí)體型也比較小,為了類似體型的小行星監(jiān)測投入過多的財(cái)力、物力得不償失。
“我認(rèn)為還是應(yīng)該把觀測、研究重心放在對地球產(chǎn)生重大破壞或毀滅性破壞的小行星監(jiān)控上?!彼硎?,除了要完善地面的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),也需要積極發(fā)揮天文愛好者團(tuán)體、志愿者的作用,動員他們主動監(jiān)測近地小行星,分擔(dān)壓力。
“目前國內(nèi)這個(gè)群體還很小,關(guān)鍵還是缺乏需要對有威脅小行星實(shí)行常態(tài)監(jiān)控的意識。”朱進(jìn)透露,明年北京天文館計(jì)劃在西藏阿里投放一架天體望遠(yuǎn)鏡,一項(xiàng)主要工作就是監(jiān)測、發(fā)現(xiàn)對地球有威脅的小行星。(記者
駱驍驊 李秀婷 策劃統(tǒng)籌:趙威)
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