幾天前的一條熱搜讓很多人徹底慌了。


新聞里說(shuō)，2022年5月6日，將有一顆名為2009JF1的小行星撞擊地球，不過(guò)這可不是普通的小行星。



據(jù)稱，這顆叫2009 JF1的小行星約130米，近似吉薩金字塔大小，一旦撞擊地球，其所釋放的碰撞威力相當(dāng)于15顆廣島原子彈。


但據(jù)NASA近地天體研究中心數(shù)據(jù)顯示，2009 JF1小行星并不是網(wǎng)上所傳的130米，其直徑只有13米，質(zhì)量約2800噸，碰撞威力約23萬(wàn)噸TNT。


而且按照都靈指數(shù)分類，這顆2009 JF1小行星是0等級(jí)，撞擊向地球的概率只有0.026 %，尚不能對(duì)地球形成實(shí)質(zhì)威脅。


所以，2022年2009 JF1小行星撞上地球的概率并不大。


其實(shí)，“小行星撞擊地球”事件發(fā)生的并不少，比如前段時(shí)間的“2019OK”小行星撞地球風(fēng)波。


那是2019年7月25日，看起來(lái)對(duì)于地球來(lái)說(shuō)不過(guò)是平凡的一天。


當(dāng)天，新首相約翰遜上任進(jìn)入到第二天，英國(guó)正準(zhǔn)備在3個(gè)月內(nèi)硬脫歐；


中國(guó)票房已破47億的動(dòng)畫(huà)片《哪吒》上映；


地球上的人們?cè)跒樽约旱纳罡髯员济Α?/p>


沒(méi)有人想到，彼時(shí)地球正與一場(chǎng)“滅頂之災(zāi)”擦肩而過(guò)。


文 | 黃俊峰 劉書(shū)煊（實(shí)習(xí)生）

本文為瞭望智庫(kù)原創(chuàng)文章，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)?jiān)谖那白⒚鱽?lái)源瞭望智庫(kù)（zhczyj）及作者信息，否則將嚴(yán)格追究法律責(zé)任。


格林威治時(shí)間（GMT）7月25日凌晨1點(diǎn)22分（北京時(shí)間9點(diǎn)22分），一顆名為“2019OK”的小行星以大約8.7萬(wàn)千米每小時(shí)的速度掠過(guò)地球，最終以0.00048個(gè)天文單位（一個(gè)“天文單位”即地球和太陽(yáng)之間的距離）的距離“擦”過(guò)地球，距地球最近時(shí)距離只有71806千米。


什么概念？離地球最近的天體月球距離也有38.4萬(wàn)千米，而7萬(wàn)千米甚至不到地月距離的五分之一，這在太空中就像“子彈穿過(guò)衣袖而不擦傷手臂”。


當(dāng)太陽(yáng)系天體都有條不紊地按照自己的軌道運(yùn)行時(shí)，這位不速之客在各大行星之間橫沖直撞，如果它再晚到與地球軌道的交匯點(diǎn)幾個(gè)小時(shí)，就會(huì)撞上地球。


（圖為小行星2019OK的運(yùn)行狀況，圖中藍(lán)色為地球運(yùn)行軌道）


就在這顆小行星飛掠地球前幾個(gè)小時(shí)，天文學(xué)家們才發(fā)現(xiàn)了這個(gè)近在咫尺的威脅。多年來(lái)，全世界各家小行星監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)一直在主動(dòng)追蹤近地小行星的行進(jìn)路線，對(duì)它們的軌道有著很好的了解。而“2019OK”的突然出現(xiàn)讓全球的天文學(xué)家一時(shí)間都慌了陣腳。


澳大利亞皇家學(xué)會(huì)首席天文學(xué)家艾倫·達(dá)菲的辦公室鈴聲大作，各國(guó)天文協(xié)會(huì)的電話如潮水般涌來(lái)，驚慌地互相詢問(wèn)這顆從未被大家追蹤過(guò)的小行星的來(lái)龍去脈。


科學(xué)家們慌張的理由在于，這顆小行星一旦撞擊地面，破壞力驚人，直接摧毀的土地面積相當(dāng)于兩個(gè)北京市區(qū)，而全世界各國(guó)對(duì)此毫無(wú)預(yù)警和解決辦法。令人既感到慶幸又后怕的是，數(shù)千萬(wàn)人最終就在不知不覺(jué)中與死神擦肩而過(guò)。


（圖為“2019OK”與地球“擦肩而過(guò)”的過(guò)程）


那么，這些“宇宙殺手”究竟從哪里來(lái)？它們?yōu)槭裁从兄@人的破壞力？人類面對(duì)其威脅真的束手無(wú)策嗎？

 

1

危險(xiǎn)而“狡猾”的“宇宙殺手”



聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)匪夷所思，但小行星與地球發(fā)生“親密接觸”其實(shí)是十分常見(jiàn)的事。


據(jù)估計(jì)，每年落到地球上的由小行星生成的隕石有幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)噸。照“理”說(shuō)，這個(gè)量級(jí)，地球應(yīng)該像“隔壁”月球一樣“滿目瘡痍”——布滿了隕石坑才對(duì)。但為什么地球?qū)嶋H受到小行星的傷害要小得多呢？


（圖為“嫦娥”探測(cè)器做的全月面立體圖，用高科技復(fù)原了月球上的隕石坑貌）


因?yàn)榈厍蛴袀€(gè)“保護(hù)神”——大氣層。雖然地球遭遇的小行星撞擊其實(shí)不少，但因大氣層的存在，小行星想真正“攻擊”地表卻需要“過(guò)五關(guān)斬六將”。


首先，小行星進(jìn)入大氣層的角度很重要。直撞向地球的小行星由于和大氣層外圍的切面垂直，將直接被反彈回太空；而如果小行星和切面之間的角度過(guò)小，則會(huì)因和大氣層接觸太久摩擦生熱，產(chǎn)生高溫使小行星融化。這一過(guò)程中產(chǎn)生的隕石體積很小，很多都在和大氣層的摩擦中被燒毀，有的甚至變?yōu)殡E石塵埃，而且普遍都落到了海洋里，或者人跡罕至的地方；只有少數(shù)體積較大的穿過(guò)大氣層后爆炸，這其中爆炸在人類活動(dòng)區(qū)造成地面受損的，更是少之又少。


然而，一旦小行星能夠“僥幸”從重重障礙中“闖關(guān)成功”，它給地球帶來(lái)的傷害是不可估量的。


俄羅斯國(guó)家自然災(zāi)害預(yù)防中心發(fā)布的一份報(bào)告顯示，2018年地球受到中大型小行星威脅的次數(shù)達(dá)到34次。而“2019OK”是這么多年如此近距離接觸地球的小行星中體積最大的一顆。它的直徑為57-130米，相當(dāng)于一個(gè)美式足球場(chǎng)。


（圖為2018年美國(guó)超級(jí)碗總決賽賽場(chǎng)全景，美式足球，即美式橄欖球，其標(biāo)準(zhǔn)比賽場(chǎng)地一般長(zhǎng)約110米，寬約49米。）


我們簡(jiǎn)單了解一下“2019OK”，它由巴西索納爾天文臺(tái)和美國(guó)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)。


為什么叫這個(gè)名字？按照小行星臨時(shí)編碼的命名規(guī)則，第一個(gè)元素——數(shù)字是發(fā)現(xiàn)年份，緊接著的字母代表發(fā)現(xiàn)的月份，按字母表順序從A開(kāi)始，每半個(gè)月用一個(gè)字母表示，第二個(gè)字母表示在那半個(gè)月內(nèi)發(fā)現(xiàn)的先后順序，如果超出26顆，則在字母后再加上數(shù)字?！?019OK”，就表示它是在2019年第O月（7月下半月）發(fā)現(xiàn)的第K（10）顆小行星。


【注：由于大寫字母I與數(shù)字1的字型相似易混淆，所以小行星命名中的字母序列中略過(guò)I?！?/p>


直徑幾十米，和直徑12756千米的地球比起來(lái)，可謂微不足道，天文學(xué)家們?yōu)槭裁磳?duì)“2019OK”如此忌憚？


因?yàn)樗鼘?shí)在是太“快”了！


小行星以宇宙速度運(yùn)行，撞上地球的速度比步槍子彈要快得多，可以達(dá)到每秒20-40千米，這將形成難以想象的巨大能量。如果我們把1克物質(zhì)加速到小行星撞擊速度——每秒30千米，它的動(dòng)能會(huì)達(dá)到45000焦耳，相當(dāng)于同等質(zhì)量TNT爆炸能量（4200焦耳）的10倍以上。


澳大利亞皇家學(xué)會(huì)表示，大部分小行星由巖石和鐵等金屬組成，按照鐵密度每立方米7.85噸計(jì)算，一顆籃球場(chǎng)大小的小行星質(zhì)量可達(dá)10.6萬(wàn)噸，當(dāng)它以每秒30千米的速度穿過(guò)大氣層時(shí)，威力相當(dāng)于100萬(wàn)噸的TNT炸藥當(dāng)量——50顆2萬(wàn)噸當(dāng)量的廣島原子彈一起爆炸。小行星直徑每提高10倍，質(zhì)量就會(huì)增加1000倍，能量也增加1000倍。


小行星在進(jìn)入大氣層后，前方受到很大的空氣壓力,而后方又是真空狀態(tài)。當(dāng)與空氣對(duì)流處的壓強(qiáng)越來(lái)越大，撞擊空氣的能量達(dá)到極限，在壓力差的作用下小行星就會(huì)在空中爆炸解體，沖擊波會(huì)瞬間到達(dá)地面，如果下方是人類活動(dòng)區(qū)，那么損失將是難以承受的。


正因如此，直徑60米的小行星爆炸可以損毀3000平方千米的土地，相當(dāng)于歐洲國(guó)家盧森堡（2586.4平方千米）的國(guó)土面積；直徑為1千米的小行星撞擊地球，會(huì)引起全球性的海嘯和地震，波及全世界至少1/4的人口；直徑為十幾千米大小的小行星撞擊地球，會(huì)造成全球的生態(tài)災(zāi)難，地球上80%的物種滅絕。


如果“2019OK”真的撞上地球，它將摧毀3000平方千米以上的土地面積，并且會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題——?dú)夂騽×易兓?、土壤被金屬污染、?shù)木出現(xiàn)放射性異常、動(dòng)物遺傳變異……


幸好，最終只是虛驚一場(chǎng)。


但如此可怕的“太空炸彈”，為什么全世界的天文學(xué)家沒(méi)有發(fā)現(xiàn)？難道人類對(duì)此的危機(jī)感如此之弱？


其實(shí)，近百年來(lái)，人類對(duì)于這些懸在外太空的危機(jī)從來(lái)沒(méi)有放松警惕，一直都在主動(dòng)對(duì)小行星進(jìn)行監(jiān)測(cè)和追蹤。從全世界的地面天文臺(tái)，到民間業(yè)余天文愛(ài)好者，都在用各式觀測(cè)儀器對(duì)準(zhǔn)外太空，辨別并追蹤可能襲擊地球的天體。


2017年之前，觀測(cè)小行星最先進(jìn)的方式是射電望遠(yuǎn)鏡。巨型碟形天線朝著太空中的某一點(diǎn)連續(xù)發(fā)射高達(dá)一百萬(wàn)瓦的雷達(dá)訊號(hào)，小行星反射回微弱的回波，雷達(dá)不斷重復(fù)以增強(qiáng)回波的強(qiáng)度，產(chǎn)生物體的影像。雷達(dá)提供小行星資料、測(cè)量小行星的體積和與地球之間的距離，誤差不超過(guò)10米。


（圖為位于我國(guó)貴州省的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡 圖源：中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)fast工程項(xiàng)目辦）


到目前為止，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了超過(guò)95%的近地小行星，登記在冊(cè)的近地天體超過(guò)18000個(gè)，平均發(fā)現(xiàn)率為每周40個(gè)左右，成績(jī)卓著。


然而，漏網(wǎng)之魚(yú)也不在少數(shù)。


2013年2月15日，一顆小行星在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克上空發(fā)生爆炸。這顆直徑只有20米的小行星造成1600多人受傷、7000幢建筑受損、約10億盧布（約合人民幣1.08億元）的經(jīng)濟(jì)損失。而全球的天文學(xué)家直到爆炸發(fā)生都完全沒(méi)有意識(shí)到這個(gè)危險(xiǎn)的存在。

 

（圖為俄羅斯車?yán)镅刨e斯克小行星爆炸現(xiàn)場(chǎng) 圖源：環(huán)球網(wǎng)）


天文學(xué)家們對(duì)于一顆小行星直接在自己頭頂上爆炸卻毫無(wú)知覺(jué)感到恥辱，人們也不禁發(fā)問(wèn)：明明有著遍布全球的天文望遠(yuǎn)鏡和兢兢業(yè)業(yè)觀測(cè)的天文學(xué)家，為什么還是“看不住”小行星們？


不是觀測(cè)者不努力，奈何小行星太“狡猾”。


和數(shù)十萬(wàn)行蹤不定的小行星相比，只能依山而建的幾座大型射電望遠(yuǎn)鏡所能涉及的范圍還是太小。并且，當(dāng)小行星位于被太陽(yáng)遮擋的盲區(qū)和強(qiáng)烈太陽(yáng)光照射之下的盲區(qū)時(shí)，地面的天文望遠(yuǎn)鏡是觀察不到它們的。


面對(duì)困難人類不會(huì)放棄。2017年，名為“哨兵”（Sentry）的太空望遠(yuǎn)鏡由非營(yíng)利性私人組織——B612基金會(huì)發(fā)射升空，用來(lái)尋找太空中有破壞性的小行星。相比地面觀測(cè)，太空望遠(yuǎn)鏡在監(jiān)測(cè)小行星的視野廣度和靈敏度方面都將有大大的提升。


“哨兵”的自動(dòng)化碰撞檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)近地小行星軌道進(jìn)行計(jì)算，并列出接下來(lái)100年內(nèi)可能對(duì)地球產(chǎn)生威脅的情況。當(dāng)潛在的撞擊可能發(fā)生時(shí)，此系統(tǒng)會(huì)立刻進(jìn)行分析，并將結(jié)果在NASA網(wǎng)站上進(jìn)行公布。


 

（圖為 “哨兵”系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，按目標(biāo)總結(jié)了根據(jù)當(dāng)前觀測(cè)結(jié)果檢測(cè)到的潛在未來(lái)地球撞擊事件。圖源：NASA官網(wǎng)）


但就算有了這個(gè)“外掛”，一臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡相對(duì)于數(shù)十萬(wàn)顆小行星還是應(yīng)接不暇?！吧诒笔值那闆r并不在少數(shù)，除了沒(méi)能發(fā)現(xiàn)擦肩而過(guò)的“2019OK”，就在去年12月19日，一顆直徑10米的小行星也逃過(guò)了“哨兵”的眼鏡，以每秒32千米的速度通過(guò)大氣層，在俄羅斯堪察加半島附近的白令海上空爆炸，所幸未造成地面的傷亡。


說(shuō)到“2019OK”，它能“騙”過(guò)“哨兵”，也得益于太陽(yáng)光的掩護(hù)。由于這顆小行星的軌道和地球環(huán)日的軌道幾乎同步，在過(guò)去一個(gè)月，它每日白天與太陽(yáng)相伴，夜晚與太陽(yáng)一同落到地平線以下。正如人直視太陽(yáng)時(shí)強(qiáng)烈的光線會(huì)產(chǎn)生致盲的效果，大名鼎鼎的“哨兵”也被它騙了。尤其是到了“2019OK”從地球身旁掠過(guò)的3天前，亮度比平時(shí)還要黯淡1000倍，所以天文學(xué)家與觀測(cè)站的天文望遠(yuǎn)鏡都沒(méi)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)它。


若是想要填補(bǔ)這些漏洞，只能發(fā)射更多的太空望遠(yuǎn)鏡，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度。而對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)，恐怕只能自求多福，祈禱那顆小行星正巧落入“哨兵”的視野，或是被一家天文臺(tái)和一個(gè)恰好路過(guò)的氣象衛(wèi)星，在浩瀚太空的幾十萬(wàn)小行星中發(fā)現(xiàn)。


2

小行星是怎么來(lái)到地球身邊的？



在恐懼的同時(shí)，人類還在不斷探究，這些太空殺手究竟來(lái)自于哪里？


（圖為2019OK與地球最近時(shí)同地月位置關(guān)系模擬圖 圖源：NASA官網(wǎng)）


小行星的來(lái)源地，就是位于火星和木星之間的小行星帶。太陽(yáng)系誕生之初，宇宙中的塵埃碎片聚攏，頻繁撞擊、吞并對(duì)方，最終形成了一個(gè)個(gè)行星。火星和木星之間的物質(zhì)，本來(lái)足以形成一顆質(zhì)量超過(guò)地球4倍的行星，但它的形成過(guò)程被木星的重力破壞了，碎片一直以松散的形態(tài)存在。小行星帶內(nèi)部一片混沌，大約有50萬(wàn)顆小行星在這里相互碰撞。


小行星跟行星一樣環(huán)繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，但是質(zhì)量和體積比行星小得多。最大的小行星直徑大概有1000千米，最小的小行星可能只有鵝卵石大?。桓鶕?jù)最新統(tǒng)計(jì)，其中至少有1000個(gè)直徑超過(guò)800米，這個(gè)數(shù)量比人肉眼能看見(jiàn)的星星還要多。


這里的小行星，一般情況下會(huì)在距地球2.2億千米到7.8億千米的距離活動(dòng)，這中間廣闊的范圍可輕松包括太陽(yáng)、金星、水星、地球在內(nèi)的半個(gè)太陽(yáng)系，相當(dāng)于和地球之間相隔了1000個(gè)地月距離。距離如此之遠(yuǎn)，即使發(fā)生了再嚴(yán)重的碰撞，對(duì)于地球來(lái)說(shuō)也不過(guò)是隔岸觀火，沒(méi)有任何威脅。


（圖源：美聯(lián)社）


同時(shí)，太陽(yáng)系還有一位“英雄”在默默幫助地球“遮風(fēng)擋雨”——木星。


1994年的彗星碎片與木星相撞，是人類誕生20萬(wàn)年以來(lái)觀測(cè)到的最震撼的宇宙事件。直徑5千米的SL9彗星從1992年就開(kāi)始奔向木星，在途中，體積1000倍于地球的木星用強(qiáng)大的引力將其撕碎成21塊碎片。這些碎片排成一列，如同奔馳在太陽(yáng)系中的宇宙列車，長(zhǎng)度超過(guò)16萬(wàn)千米，從7月17日開(kāi)始，這列宇宙列車對(duì)木星的撞擊持續(xù)了5天之久。這場(chǎng)在130小時(shí)內(nèi)不間斷連續(xù)的爆炸相當(dāng)于廣島原子彈的10億倍威力，撞擊形成的疤痕直徑和地球（地球直徑13000千米）一樣大。


【注：彗星是進(jìn)入太陽(yáng)系內(nèi)亮度和形狀會(huì)隨日距變化而變化的繞日運(yùn)動(dòng)的天體，一般來(lái)說(shuō)與“小行星”存在區(qū)別，但也有相當(dāng)多二者界限模糊的例子。就其本身和碎片撞擊對(duì)行星造成的威脅而言，與小行星和隕石相近?！?/p>

 

木星在太陽(yáng)系中就像一塊巨大的盾牌，保護(hù)著地球免受小行星更加猛烈的攻擊。木星作為太陽(yáng)系體積最大、自轉(zhuǎn)最快的行星，它“樹(shù)大招風(fēng)”的特性使它成為了“太陽(yáng)系的吸塵器”，用強(qiáng)大的引力吸收了大量在宇宙中游蕩的小行星，也彈開(kāi)了一些闖入太陽(yáng)系的系外小行星。


 


離得遠(yuǎn)，又有木星幫忙擋著，那么這些地球周圍的小行星又是如何逃脫木星的巨大引力場(chǎng)到達(dá)我們身邊的呢？ 


太空中的一切都充滿著變數(shù)，原本遠(yuǎn)在天邊的小行星如果受到外界環(huán)境的影響，可能會(huì)被推出小行星帶，改變軌道。


當(dāng)小行星帶里的大型小行星發(fā)生相互碰撞，產(chǎn)生的巨大沖力可能會(huì)將一方推出小行星帶，讓其在浩瀚的太陽(yáng)系中游蕩。由于引力的作用，它仍然會(huì)形成一條環(huán)繞太陽(yáng)的軌道，這條離群的軌道很有可能和地球出現(xiàn)交叉，一旦小行星到達(dá)其軌道與地球軌道交匯點(diǎn)與地球的到達(dá)時(shí)間重合，兩個(gè)天體就會(huì)相撞。除此之外，當(dāng)太陽(yáng)系遭受每秒200-800千米的太陽(yáng)風(fēng)襲擊時(shí)，小行星也會(huì)大幅度轉(zhuǎn)向，成為地球周圍潛在的隱患。


人類并不能在這個(gè)危險(xiǎn)的場(chǎng)域中高枕無(wú)憂。


3

小行星撞擊毀滅了龐大的恐龍

人類會(huì)是下一個(gè)嗎？



1908年6月30日晚7點(diǎn)43分，俄羅斯西伯利亞地區(qū)的通古斯發(fā)生了劇烈的大爆炸。


一個(gè)燃燒的火球從天而降，拖著長(zhǎng)長(zhǎng)的煙火尾巴，從南到北劃過(guò)天空，在接近地面的森林上空爆炸，地平線上升起一團(tuán)巨大的火焰，大地開(kāi)始顫動(dòng)。1分多鐘后，人們又感受到了3次強(qiáng)烈的震波。6000平方千米的森林呈放射狀向四周倒伏，升騰的塵煙高達(dá)20000米，1000千米外的居民都能聽(tīng)到強(qiáng)烈的聲響。


當(dāng)晚整個(gè)亞洲北部的天空呈現(xiàn)出陰森的橘紅色，跨越數(shù)萬(wàn)千米一直蔓延到西歐，宛如白晝。20年后探險(xiǎn)隊(duì)才冒著強(qiáng)烈輻射進(jìn)入這里，發(fā)現(xiàn)大片的草木燒焦，土地被磁化，動(dòng)植物出現(xiàn)變異。


（圖為通古斯大爆炸發(fā)生后周圍成輻射狀倒下的樹(shù)木）


爆炸徹底摧毀了2188平方千米的土地，相當(dāng)于東京的總面積。對(duì)于通古斯大爆炸的起因，有許多假說(shuō)和猜測(cè)。美國(guó)桑地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了全面的模擬之后，物理學(xué)家馬克-伯斯拉夫表示，這場(chǎng)災(zāi)難性事故是一顆直徑僅20米的小行星爆炸帶來(lái)的。


人類在100年前第一次近距離觸碰到了世界末日，但這僅僅是地球存在40億年間微不足道的一次小插曲。當(dāng)一場(chǎng)更大的撞擊發(fā)生，地球會(huì)陷入怎樣的災(zāi)難？如今科學(xué)家已經(jīng)還原出6500萬(wàn)年前影響全世界生物演化進(jìn)程的一場(chǎng)小行星撞擊災(zāi)難。


20世紀(jì)80年代，美國(guó)和墨西哥在墨西哥灣爭(zhēng)搶油氣資源的行動(dòng)愈演愈烈。尋找石油的商人在墨西哥尤卡坦半島北部600米深的海底發(fā)現(xiàn)了一個(gè)直徑180千米、深3千米的巨坑。起初，期盼一夜暴富的墨西哥人喜出望外。但是隨著進(jìn)一步的勘探，他們?cè)谶@里發(fā)現(xiàn)了大量的銥元素、硫元素和巨型的石膏礦，卻沒(méi)有一滴石油。


此時(shí)，對(duì)岸的美國(guó)人正不斷開(kāi)采出千萬(wàn)噸油田，令墨西哥人氣急敗壞，將這個(gè)巨坑棄之一邊。


直到1991年，科學(xué)家才發(fā)現(xiàn)，巨坑的種種跡象，都表明這是小行星撞擊地球的遺跡——銥是來(lái)自外太空的元素，硫正好與恐龍滅絕時(shí)的硫酸雨相照應(yīng)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)震驚了世界。發(fā)現(xiàn)巨坑時(shí)小行星已經(jīng)不在坑底，科學(xué)家猜測(cè)，它已經(jīng)隨著沖擊波鉆到地心。


這次被稱為“希克蘇魯伯撞擊”(Chicxulub Impact)的小行星撞擊地球時(shí)間，是那場(chǎng)白堊紀(jì)-古近紀(jì)(K-Pg)大災(zāi)難的直接原因。這場(chǎng)災(zāi)難導(dǎo)致地球上75%的生物滅絕，其中包括所有的恐龍。


如今科學(xué)家可以為我們還原當(dāng)時(shí)的過(guò)程：


6500萬(wàn)年前，1顆直徑37-58千米、重量2萬(wàn)億噸的巨型小行星朝地球襲來(lái)，以時(shí)速7萬(wàn)英里掠過(guò)月球，在3秒穿過(guò)大氣層燃燒著從大西洋上方掠過(guò)。太陽(yáng)在巨型火球前黯然失色，整個(gè)世界一瞬間被熾熱的慘白光芒籠罩。撞擊地點(diǎn)半徑1000千米內(nèi)的一切生物，氣溫達(dá)到300攝氏度，不論是高數(shù)十米的恐龍還是草履蟲(chóng)都被烤焦。 


由于相對(duì)速度太大，小行星觸碰到巖石的瞬間立刻汽化爆炸。爆炸釋放出的熱量使空氣急劇膨脹，金屬小行星汽化形成的氣流隨之上升，爆炸地點(diǎn)周圍會(huì)下起一場(chǎng)細(xì)細(xì)的鐵屑雨，坑洞方圓數(shù)里都將籠罩在“鐵雨”之中。


（圖為藝術(shù)家為6500萬(wàn)年前小行星撞擊事件發(fā)生后很快形成的希克蘇魯伯撞擊坑繪制的重建圖 圖源：DETLEV VAN RAVENSWAAY/SCIENCE SOURCE）


此時(shí)的大西洋對(duì)于小行星來(lái)說(shuō)就像一個(gè)淺灘，平時(shí)包容一切的海洋根本無(wú)法承受其威力，周圍的海水和數(shù)10億噸的巖石被蒸發(fā)到大氣中，接著再冷卻硬化砸向地面。


小行星未被汽化的部分隨著強(qiáng)烈的沖擊力鉆入地幔，撞擊帶來(lái)的震波傳遍整個(gè)地球，引發(fā)里氏11級(jí)的地震。地震每提高1級(jí)，威力將增大30倍，11級(jí)地震的破壞力大概是汶川地震的27000倍。


如果放在現(xiàn)在，城市會(huì)在一瞬間成為廢墟，地面上的一切被震波甩到空中，地震還會(huì)引發(fā)高達(dá)90-100米的巨型海嘯，海水倒灌進(jìn)每條大街小巷，把日本大小的國(guó)土吞噬。雪山會(huì)崩塌，所有活火山頃刻間被點(diǎn)燃，熔巖從地震形成的裂縫中噴涌而出，形成超級(jí)火山。不出幾小時(shí)，地球上的植物就被燒光了，地表的溫度上升數(shù)百度。


撞擊激起大量濃煙和灰燼，這些粉塵在160千米的高空中溫度可達(dá)8000℃，并且以16000千米的時(shí)速持續(xù)擴(kuò)散，這讓下方的一切急劇升溫，即使有生物僥幸逃過(guò)了地震、海嘯和火山噴發(fā)，也會(huì)被高溫活活烤死。


隨著時(shí)間的推移，地表溫度逐漸流失，而大氣中的塵埃將飄浮幾十年，使得陽(yáng)光無(wú)法直接照到地面。全世界陷入了無(wú)盡的黑夜，地表溫度會(huì)很快地大幅下降，在熱浪的煉獄之后，緊接著的是溫度低至-30℃的“核冬天”。


在內(nèi)陸地區(qū)，氣溫總計(jì)可能下降40℃；在沿海地區(qū)，由于海洋的調(diào)節(jié)作用，可能“只”下降15℃。但即便如此，這種黑暗與致命的霜凍，會(huì)使各種植物絕收，大量動(dòng)物死于饑餓。


只有零星幾種物種能度過(guò)這場(chǎng)宇宙冬天——部分昆蟲(chóng)和以烏龜?shù)葹榇淼睦溲獎(jiǎng)游铮鼈儗?duì)于消耗要求不大，海洋生物的生存環(huán)境受陸地變化影響較小，因此也可能幸存。但是當(dāng)再有如此凜冬降臨，人類恐怕無(wú)法名列幸存者名單中。


而這還并不是唯一改變地球生物演化方向的撞擊，這種規(guī)模的撞擊平均1億年會(huì)發(fā)生1次。人類在地球上生存不過(guò)20萬(wàn)年，在人類誕生之前，應(yīng)該曾經(jīng)發(fā)生過(guò)5、6次這種規(guī)模的撞擊。


加拿大的薩德伯里因?yàn)榈氐棕S富的鐵礦吸引了人們?cè)诖松盍?00多年，他們居住的盆地其實(shí)正是直徑250千米的隕石坑，他們的腳下正沉睡著18億年前改變了整個(gè)地球和生態(tài)演化的“炸彈”，而當(dāng)?shù)匮鲑嚨蔫F礦源正是地底的金屬小行星殘骸。


（圖為薩德伯里盆地）


目前，最大的隕石坑位于南極洲東部的威爾克斯地冰層下方1.6千米，直徑達(dá)500千米。許多科學(xué)家都認(rèn)為這次小行星撞擊導(dǎo)致了2.5億年前二疊紀(jì)末期90%物種的大滅絕，這是自多細(xì)胞生物出現(xiàn)以來(lái)，地質(zhì)年代中規(guī)模最大的滅絕事件。


而最嚴(yán)重的撞擊是形成月球的忒伊亞撞擊。根據(jù)月球撞擊假說(shuō)，忒伊亞撞擊改變了地球的原始面貌，被撞飛的物質(zhì)最終形成了地球的衛(wèi)星——月亮，同時(shí)水資源也是此次撞擊的產(chǎn)物，而隕石坑就是整個(gè)太平洋。


據(jù)統(tǒng)計(jì)，歷史上這幾次撞擊事件的間隔時(shí)間最長(zhǎng)的為1.35億年，最短僅5000萬(wàn)年，而上一次已經(jīng)過(guò)去了6500萬(wàn)年。下一次撞擊何時(shí)發(fā)生，誰(shuí)也說(shuō)不準(zhǔn)，全體人類的命運(yùn)不知哪天就會(huì)處于生存和滅亡的邊緣。當(dāng)這些災(zāi)難的場(chǎng)面一次次被高科技復(fù)盤，場(chǎng)面越是精細(xì)，人類就越是驚心。下一次巨型小行星來(lái)臨，除了恐懼和無(wú)奈，我們還能做些什么？


（圖為地球上的隕石坑分布，目前已確定的隕石坑有190個(gè)。圖源：Earth Impact Database地球撞擊數(shù)據(jù)庫(kù)）


4

面對(duì)小行星人類一敗涂地？

科學(xué)家的腦洞不服！



人類真的束手無(wú)策嗎？


當(dāng)然不是。人類不斷地從各個(gè)方向?qū)π⌒行沁M(jìn)行研究和監(jiān)測(cè)，希望能找出太空危險(xiǎn)襲來(lái)時(shí)消災(zāi)的辦法。


當(dāng)前，各國(guó)都在建立科學(xué)組織為可能的小行星撞擊事故做準(zhǔn)備，包括私人組織B612基金會(huì)、日本太空防衛(wèi)協(xié)會(huì)、國(guó)際隕石學(xué)會(huì)、歐洲空間局小行星預(yù)警中心、NASA行星防御協(xié)調(diào)辦公室等。


但是直到現(xiàn)在，并沒(méi)有一個(gè)國(guó)家公布自己的小行星災(zāi)害預(yù)防方案。


面對(duì)小行星，多數(shù)人持“太小的沒(méi)必要預(yù)警，太大的預(yù)警無(wú)用”態(tài)度。當(dāng)小行星襲來(lái)，是否要組織人群疏散、應(yīng)不應(yīng)該發(fā)射衛(wèi)星阻攔，科學(xué)家和政治家迄今也都沒(méi)有答案。人類確定能做的，就是不間斷地監(jiān)測(cè)小行星運(yùn)行狀況和進(jìn)行沙盤推演。


不過(guò)，科學(xué)家們?yōu)檎鹊厍蜷_(kāi)的腦洞大到令人難以置信。


電影《天地大沖撞》中，宇航員登陸小行星的表面，鉆洞貫穿并將核彈放置其中引爆，使其一分為二飛過(guò)地球兩側(cè)。但是如果要想電影中的方法有效，必須使用比目前威力最強(qiáng)的炸彈還要強(qiáng)10億倍爆炸威力的核彈才行。更重要的問(wèn)題是，核爆只能讓小行星碎裂成具有輻射能的碎片，仍會(huì)落在相同的地方。當(dāng)?shù)厍蛟馐芤粓?chǎng)帶有核輻射的隕石雨，后果同樣嚴(yán)重。


（圖為探測(cè)器在小行星著陸以及傳回地球的圖片）


這場(chǎng)突發(fā)奇想的試驗(yàn)被稱為繼登月以來(lái)最偉大的太空探險(xiǎn)，人類看到了通過(guò)太空活動(dòng)操控小行星的可能性。在這之后，全世界的科學(xué)家受到了巨大的鼓舞，關(guān)于小行星的暢想如開(kāi)閘的洪水一般洶涌而來(lái)。


這些科學(xué)家不僅想要拯救世界，還在思考：人類應(yīng)該如何將掌握控制太空的權(quán)力？在一批科學(xué)家絞盡腦汁讓地球不至遇上撞擊災(zāi)難時(shí)，另一批科學(xué)家則相信小行星是人類探索太空深處的關(guān)鍵，這是因?yàn)?，他們?cè)谘芯糠烙⌒行亲矒舻厍虼胧┑倪^(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了利用小行星資源的可能性。


小行星上有豐富的金屬礦資源，如鐵、黃金和鉆石。如果可以開(kāi)采，數(shù)十萬(wàn)顆小行星將成為人類取之不盡用之不竭的寶藏。行星資源公司（Planetary Resources）和深空工業(yè)公司（Deep Space Industries）等已經(jīng)投資小行星采礦，它們可能在2025年之前開(kāi)始開(kāi)采。


除此之外，太空移民也是人類一直暢想的主題。


今年2月22日，由日本研制發(fā)射的隼鳥(niǎo)2號(hào)探測(cè)器在“龍宮”小行星表面成功完成了首次著陸。隼鳥(niǎo)2號(hào)按照計(jì)劃釋放了撞擊器，銅彈頭將小行星撞出一個(gè)坑，探測(cè)器隨后采集碎石樣本。此次任務(wù)順利完成后，隼鳥(niǎo)2號(hào)飛離小行星表面，預(yù)計(jì)2020年返回到地球。


（圖為隼鳥(niǎo)2號(hào)探測(cè)器降落在小行星“龍宮”的模擬圖。圖源：日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)）


此前，隼鳥(niǎo)1號(hào)就在2003～2010年期間執(zhí)行過(guò)研究小行星的探測(cè)使命，是人類歷史上第一個(gè)將小行星樣本帶回地球的探測(cè)器。美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)的兩位宇宙化學(xué)家最近在對(duì)小行星樣本的研究中，發(fā)現(xiàn)這顆小行星可能含有大量的水，并且與地球海洋非常相似。


這個(gè)發(fā)現(xiàn)，啟發(fā)了人類移民太空，對(duì)小行星進(jìn)行殖民活動(dòng)的想象。雖然建定居點(diǎn)還有很大的困難，需要克服宇宙射線和沒(méi)有重力對(duì)人體的傷害。但是也許未來(lái)的某一天，小行星在太空中飛馳時(shí)，人類已經(jīng)居住在或狀如花生或鉆石的小行星上，漫游在太陽(yáng)系中。


采集小行星樣本的技術(shù)和偏轉(zhuǎn)小行星軌道的技術(shù)在很大程度上具有相似性。在探測(cè)器已經(jīng)可以成功登陸小行星技術(shù)的基礎(chǔ)上，只需要再多加一些動(dòng)作就可以使小行星受到影響發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而將一次潛在的碰撞變成完美避開(kāi)。


動(dòng)能撞擊器是目前最簡(jiǎn)單、技術(shù)最成熟的防御小行星的方法，即通過(guò)發(fā)射宇宙飛船，以每秒幾千米的速度撞擊小行星，改變其運(yùn)行的軌道。NASA科學(xué)家稱，“我們只需要推動(dòng)一顆小行星，使它在與地球軌道交匯處提前或晚到7分鐘，就能與我們完全錯(cuò)過(guò)”。


NASA選擇SpaceX進(jìn)行合作，將于2021年7月下旬在美國(guó)加利福尼亞州的范登堡空軍基地使用“獵鷹-9”火箭發(fā)射升空一個(gè)汽車大小的DART太空飛船，以每秒6.6千米的速度撞向一顆足球場(chǎng)大小的小行星。相比于數(shù)倍體積和運(yùn)行速度的小行星來(lái)說(shuō)，飛船的行動(dòng)就如飛蛾撲火一般，但是科學(xué)家仍心存著用微弱推力改變小行星軌道的希望。這個(gè)如科幻電影般的場(chǎng)景，可能將成為人類保護(hù)地球免受小行星撞擊的第一道防線。


（圖為DART設(shè)計(jì)圖和抓取巖石模擬圖 圖源：NASA官網(wǎng)）


科學(xué)家們還有其他奇妙的辦法：人類登上小行星，挖出小行星的一塊碎片并以高速向外拋去，這種推力能使小行星朝反方向移動(dòng)一點(diǎn)距離。如果不斷拋出巖石，可能小行星就能慢慢偏離原本的軌道。


在普通人看來(lái)像是癡人說(shuō)夢(mèng)的設(shè)想，實(shí)際上已經(jīng)正在計(jì)劃實(shí)施中。今年3月25日，NASA的小行星轉(zhuǎn)向任務(wù)（Asteroid Redirect Mission，ARM）通過(guò)了概念評(píng)估，決定執(zhí)行計(jì)劃：NASA將于2020年12月發(fā)射一枚無(wú)人探測(cè)器，從小行星上抓取一大塊巖石，讓探測(cè)器施加的微弱引力對(duì)那顆小行星產(chǎn)生影響，用來(lái)偏移小行星的軌道。然后將這塊巖石帶回月球附近，留待人類宇航員前去實(shí)地考察。


如果試驗(yàn)成功，意味著人類成功應(yīng)對(duì)小行星威脅的可能性又增強(qiáng)了一分。


現(xiàn)在的太空中仍然有無(wú)數(shù)不同的小行星正等著我們?nèi)ヌ皆L，它們正在耐心等待，但不會(huì)一直等下去，可能有一天會(huì)突然朝地球奔來(lái)。到那時(shí)候，有可能我們已經(jīng)做好了充分的準(zhǔn)備，也有可能我們會(huì)成為下一個(gè)滅亡的物種。


今年年初《Science》的一篇文章中提到，在過(guò)去的2.9億年間，小行星撞擊月球與地球的次數(shù)比過(guò)去增加了2～3倍?？茖W(xué)家提醒，2036年4月13日，名為阿波菲斯的隕石將非常接近地球。如果遭它直接撞擊，地球?qū)⒃獾綐O大的摧毀，受損面積和整個(gè)英格蘭差不多。科學(xué)家們?cè)趯ふ覍?duì)策，避開(kāi)這場(chǎng)災(zāi)難。


危機(jī)可能隨時(shí)到來(lái)，但是這場(chǎng)災(zāi)難或許也是轉(zhuǎn)機(jī)，因?yàn)檫@是歷史上第一次，人類有望真正掌控自己的命運(yùn)。


北京時(shí)間2019年7月25日9點(diǎn)22分，人類差點(diǎn)滅亡了？

圖文簡(jiǎn)介

2019年7月25日，看起來(lái)對(duì)于地球來(lái)說(shuō)不過(guò)是平凡的一天。沒(méi)有人想到，彼時(shí)地球正與一場(chǎng)“滅頂之災(zāi)”擦肩而過(guò)。