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春虫虫闲谈
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[转帖]当小行星来袭,除了让地球流浪,还能怎么做
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春虫虫闲谈 于 2020-06-30 14:20:56 发布在 凯迪社区 > 文化散论
    1908年6月30日,一颗直径约30-50米的小天体在俄罗斯通古斯河地区上空发生爆炸,爆炸当量等效约1000颗广岛原子弹,摧毁了超过2000平方公里的森林。中心区70公里范围很多人被灼伤,欧洲许多电灯熄灭,陷入黑暗和恐慌。这是上世纪地球上最严重的一次小天体撞击事件。

    为了警示人类小天体撞击的威胁,2014年皇后乐队成员、天文学家 Brian May、B612基金会Danica Remy、阿波罗9号宇航员Rusty Schweickart和电影制作人Grig Richters联合发起了小行星日活动,2016年联合国正式将每年6月30日列为国际小行星日。

    其实,“天外来客”拜访地球并不罕见。根据科学家研究,地球地质历史上,发生了22次不同程度的生物灭绝,至少11次与小天体撞击相关。新生代以来,在距今6500万年、3400万年、1500万年、240万年、110万年、70万年前均发生过公里级小天体撞击地球事件。比如恐龙突然灭绝,目前科学界最普遍的说法是一颗小行星撞击地球导致的。

    那么,我们怎么对付这些不速之客呢?

     天外来客都有谁?

    飞向地球的小天体包括小行星和彗星。小行星和彗星都围绕太阳运行,区别在于彗星含有较多的挥发性物质,在靠近太阳时会明亮的慧尾。

    

    

    小行星(上)和彗星(下)(图片来源:wikipedia、mikesastrophotos.com)

    小行星是太阳系形成之初遗留的残余物质。如果把太阳系的形成比喻成建设一座高楼大厦,小行星就是高楼大厦建设完成后,剩余的建筑材料。小行星个头小,没有大气、火山、地震等气候地质活动演化,因此还保留着太阳系形成之初的原始物质。有科学假说认为,地球上的水可能是小行星撞击带来的,支持地球早期生命起源的关键物质可能也源于小行星撞击。因此开展小行星的研究对揭示太阳系起源与早期演化、地球上生命起源和水的来源等重大科学问题具有重要意义。

    截至2020年6月,人类已经发现了接近100万颗小行星。其中,绝大部分小行星分布在火星和木星之间的小行星带,被称为主带小行星。有科学家推断,在火星和木星的轨道之间原本应该还有一颗行星,但在木星的引力扰动和撞击作用下,这颗行星胚胎演变成了小行星带。

    小行星带中的部分小行星,轨道运动与木星的轨道运动形成共振,在木星的引力扰动下,会从火星和木星轨道之间进入到地球轨道附近。一般将进入地球轨道4500万公里(约0.3个天文单位)范围内的小行星称为近地小行星。

    根据轨道分布,近地小行星可以分成四个族群:阿莫尔族、阿波罗族、阿登族和阿提拉族。

    

    近地小行星族群(图片来源:NASA)

    阿莫尔族小行星分布在地球轨道外侧,与地球轨道不存在交叉点。

    阿波罗族小行星的轨道近日点在地球轨道内侧,远日点在地球轨道外侧,并且平均轨道半径大于地球的轨道半径。阿波罗族小行星的轨道与地球轨道存在交叉点,因此存在撞击地球的可能性。

    阿登族小行星的轨道近日点在地球轨道内侧,远日点在地球轨道外侧,并且平均轨道半径小于地球的轨道半径。阿登族小行星的轨道与地球轨道存在交叉点,也存在撞击地球的可能性。

    阿提拉族小行星分布在地球轨道内侧,与地球轨道不存在交叉点。

    需要说明的是,在天体引力、太阳风、热辐射等复杂环境因素作用下,小行星的轨道会发生改变,对地球没有威胁的阿莫尔族小行星可能演化成可能撞击地球的阿波罗族小行星。

    小行星撞击会带来哪些危害?

    6500万年前的那一天,如果有恐龙恰巧站在北美抬头看天空,会看到一颗星星越来越亮。事实上,那是一颗正以20公里每秒速度向地球高速飞驰而来的小行星。不久后,天空亮如白昼,这颗直径约10公里的小行星穿过了大气层,撞向墨西哥尤卡坦半岛海湾。

    小行星在海底撞出了一个直径约180公里的巨大陨石坑,释放的能量等效10亿颗广岛原子弹。高速撞击掘起大量海底物质抛向平流层。巨大的海啸吞噬了整个墨西哥湾,沿岸变成一片汪洋。尤卡坦半岛方圆2400公里内的大气变得炽热,引发了巨大的森林山火。随着地球的转动,地球70%的森林被点燃。

    
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