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第6章 地球與行星碰撞的概率

如果有人認(rèn)為,與撞擊物體有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)難以確定,那就聽一聽科學(xué)家們?cè)诖_定小行星碰撞可能性上的努力吧。

因?yàn)榈厍虻拇蟛糠钟伤w覆蓋,所有碰撞有70%的機(jī)會(huì)發(fā)生在海洋上。正如說過的那樣,較大的小行星或彗星將會(huì)通過濺起指向空中的圓形水墻并生成蒸汽的方式,造成暫時(shí)的局部化的氣候變化;假如這一撞擊靠近陸地,類似于地震海浪或海嘯的海浪將會(huì)淹沒海濱城市,淹死幾百萬人。

但是大的近地球小行星碰撞地球的客觀機(jī)會(huì)是多大呢?我們不要悲觀地認(rèn)為“我們是下一個(gè)”,因?yàn)榈厍蚴菑V闊的宇宙中的一個(gè)極小的目標(biāo),要出現(xiàn)這樣的碰撞,是需要很多復(fù)雜的自然因素的相互影響才能促成。

那么,地球遭遇災(zāi)難性碰撞的概率到底有多大呢?在這個(gè)問題上,各國(guó)的學(xué)者有著各自不同的見解,莫衷一是。

大衛(wèi)·A·羅瑟利在他的《外層行星的衛(wèi)星》一書中闡述道:“全世界每1000萬平方千米面積(相當(dāng)于歐洲或美國(guó)大?。┯兄睆?千米以上的隕石坑形成,平均來說,每25萬年有一次;而直徑大于10千米的較大隕石坑則是每1000萬~2000萬年一次。”

根據(jù)NASA埃姆斯研究中心的大衛(wèi)·莫瑞森和行星科學(xué)研究所的克拉克·R·查普曼1990年寫的文章的見解,50~100千米范圍的隕石坑每1000萬年在地球上出現(xiàn)一次(相當(dāng)罕見的大碰撞)。

編輯《空間防護(hù)調(diào)查:ANSA國(guó)際近地球物體探測(cè)討論會(huì)報(bào)告》的科學(xué)家們?cè)谒麄兊膱?bào)告中提到,具有5千米或5千米以上直徑的物體的碰撞大約每1000萬~3000萬年出現(xiàn)一次。

根據(jù)康納爾大學(xué)克里斯托弗·奇巴和NASA埃姆斯研究中心的凱文·扎恩勒的計(jì)算,大氣層的空氣阻力使較大物體受到很大壓力。如果該物體破裂,它就要覆蓋行進(jìn)沿線更多的面積而產(chǎn)生額外的空氣阻抗。其結(jié)果是小行星的破碎,在爆炸中減緩速度。在15千米以上高空,不存在對(duì)地球表面及其人口的實(shí)際傷害。但如果物體是由較堅(jiān)固的材料構(gòu)成,如超50米直徑的石質(zhì)小行星,它在撞向地球時(shí),將具有10個(gè)百萬噸級(jí)核彈的能量。這類爆炸被認(rèn)為至少每個(gè)世紀(jì)在地球上空出現(xiàn)一次。

在由《空間防護(hù)調(diào)查》的科學(xué)家們所做的另一估算中,全球?yàn)?zāi)難性的撞擊間隔為50萬年。對(duì)通古斯卡型的撞擊來說,可能性較小。地球總計(jì)的碰撞平均間隔是300年;地球上有人口居住地區(qū)的碰撞平均間隔是3000年;城市地區(qū)的平均間隔是10萬年;而美國(guó)城市地區(qū)的平均間隔僅為100萬年。

他們還列出另一張表來闡明他們對(duì)一年一度的撞擊死亡風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)。對(duì)全球?yàn)?zāi)難性的撞擊來說,地球總計(jì)的撞擊之間的平均是50萬年,即一年的撞擊概率為1/50萬。個(gè)體死亡概率按1/4來算,那么單個(gè)人一年的死亡概率則為1/200萬。

對(duì)于通古斯卡型的撞擊來說,該比率有變化。整個(gè)地球的撞擊之間的平均間隔是300米,假定被破壞地面面積為5000平方千米左右(地球表面積的1/100130左右),單個(gè)人死亡的年度概率僅為1/3000萬。雖然這種算法看起來落后,但它是真的;統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明,幾千米直徑的較大撞擊者比較小的通古斯卡型撞擊者的年度風(fēng)險(xiǎn)大約大15倍。

世界科學(xué)界有一個(gè)趨勢(shì),傾向于以撞擊物體的規(guī)模為基礎(chǔ)進(jìn)行可能性討論。大多數(shù)敘述趨向估計(jì)是,直徑大于1千米的較大行星每100萬年碰撞1次或2次,直徑約90~1000米較小行星平均每300年撞擊一次地球。常被用作引證的是南太平洋1978年的一次爆炸,一度曾以為它是核試驗(yàn),但現(xiàn)在認(rèn)為它是沖撞水體的小行星,自然是以前說到的通古斯卡型撞擊。另一個(gè)共同的想法是,地球被大得能摧毀世界性農(nóng)作物的彗星沖撞的全部機(jī)會(huì)約為1/10000,類似于外科手術(shù)時(shí)死于麻醉或任何6個(gè)月時(shí)距中死亡于汽車事故的概率。

在每次這樣的情形中,主要肇事者是近地球小行星。但是,還有另一個(gè)問題,它是最近才顯露出來的,尤其是就蘇梅克-利維9彗星撞擊木星而言:假如一雙連小行星(或破壞彗星)在撞向地球的路途中被攔截會(huì)怎樣呢?

當(dāng)然,我們已探測(cè)到小行星的大多數(shù)看來是單個(gè)的,但似乎有點(diǎn)奇怪的是,我們選擇調(diào)查的其他小行星有一顆小月亮。在大多數(shù)情況下,小行星的自然結(jié)構(gòu)主要是由高速碰撞的結(jié)果決定的。不過有些科學(xué)家相信,一些靠近地球旋轉(zhuǎn)的破碎小行星也許已降為“飛行中的碎石堆”,較大的一些或許是單個(gè)小塊并且模樣幾乎依然是老樣子。

如果小行星接觸雙體將碰撞地球,會(huì)發(fā)生什么情形呢?拿近地球小行星4179Toutatis作例子,它的直徑為3千米,可以解釋為是接觸雙體小行星,有1.3千米和2.7千米附加葉瓣。即使該雙連小行星在它接近地球時(shí)以某種方式分離,撞向兩個(gè)方向,其影響也會(huì)是雙倍破壞性的。不管情形如何,兩者一起撞向陸地或海洋,或一顆沖撞海洋而另一顆沖撞陸地,最后的大災(zāi)難對(duì)我們世界都將產(chǎn)生破壞性的影響。

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