流星,陨星和碰撞

   

    流星是空中一条美丽的曳光(“射出的星”或“坠落的星”),它是由于陨星进入大气层而引起的。假如在黑暗的夜空,每小时你会看到一些。而在每年一度的流星雨中你却能看到大约每小时100颗流星。十分明亮的流星被称为火球,你若目击请报道一下。

    流星雨给人的印象十分深刻,Samuel Taylor ColeridgeThe Rime of the Ancient Mariner中摘录的著名诗行:

The upper air burst into life!
And a hundred fire-flags sheen,
To and fro they were hurried about!
And to and fro, and in and out,
The wan stars danced between

And the coming wind did roar more loud,
And the sails did sigh like sedge;
And the rain poured down from one black cloud;
The Moon was at its edge

上空迸发出生机!
火旗闪耀星空,
来往穿梭!
苍白的星星在空中跳舞

风声如啸
风帆如革
黑云倾盆雨
月似残眉

    或许是因诗人在1797年目击狮子座流星雨而激发的灵感

    陨星是坠落至地球的太阳系的一小块。其中的大多数来自小行星,也包括少数的被认为是来自灶神星的及一些可能来自彗星的特殊来客。一小部分的陨石可能起源于月球(发现15个)或火星(发现12个)。

    一块火星的陨石,被称作ALH84001(左图),被认为是火星上有生命的证据。

    虽然陨石看起来仅是些枯燥的岩石,但它们在实验室里却因能为我们分析研究而显得至关重要,除去由阿波罗月球计划从月球带回的几公斤岩石外,陨石是唯一能由这了解地球外的世界的物体。

陨石类型
铁质 主要成份是铁和镍,与M型小行星相似
石铁质 石与铁的混合物,与S型小行星相似
球粒陨石 迄今为止绝大多数的陨石属于此类型,结构与类地行星的地幔与地壳相似
含碳的球粒陨石 结构与太阳十分相似,挥发性较弱,与C型小行星相似
Achondrite 与地球上的玄武岩岩相似,人们认为起源于月球火星

一次“坠落”是指陨石在坠入大气层时被人目击。一次“寻找”是指陨石坠落时未被目击而事后被发现。约33%的陨石在坠落时被目击。以下的表格摘自Vagn F. Buchwald写的一本书。其中包括1740~1990年间的所有已知陨石(总计4660颗,总质量达494625千克),不包括南极洲上的陨石。    

陨石数据
类型 坠落% 寻找% 坠落重量 寻找重量
石质 95.0 79.8 15200 8300
铁石质 1.0 1.6 525 8600
铁质 4.0 18.6 27000 435000

    每天有总计多达几百吨的陨石进入地球的大气层,但它们十分小每颗仅仅几毫克。只有最大的几颗才能到地表成为陨石。其中最大的陨石(Hoba, 非洲的纳米比亚)有60吨重。

    一般陨石进入大气层的速度在10到70千米每秒。但仅仅较大的陨石经大气层磨擦后迅速减速至每小时几百千米并随着声闷响撞击到地表。然而大于几百吨重的陨石减速不大,只有这些大家伙(庆幸的是很稀少)能造成陨石坑。

    亚利桑那州Winslow附近的Barringer 陨石坑(又称 流星陨石坑)是一颗小行星撞击地球的极好例证。它是由约50000年前一直径约为30~50米的铁质流星所形成的。此陨石坑直径1200米,深200米。至今已在地球上鉴定出约120个碰撞出的陨石坑。(参见下文)

    一次更近些的碰撞于1908年发生在西伯利亚偏远的无人居住区,叫作通古斯。碰撞物直径约60米,大概含有许多松散的碎片。与Barringer陨石坑相反,通古斯物体在撞击地表前已完全分裂,因而没有形成陨石坑,然而,横跨50千米一带的所有树木都被压倒。爆炸的声响在地球另一边的伦敦也能听到。

    约有至少1000颗直径大于1千米的小行星穿越地球的轨道。平均每300000年其中的一颗会撞击地球,更大些的数量更小,频率更低,但它们有时的确会发生并引起灾难性的后果。

    六千五百万年前恐龙的灭绝很可能是由于如Hephaistos或苏梅克列维9号般大小的彗星或小行星的碰撞而导致的结果。它留下一直径180千米的陨石坑,现埋藏在Yucatan半岛的Chicxulub密林之下。(右图)

    基于观测到的小行星的数目而进行的计算表明每1百万年将会在地球上形成约3个直径至少10千米的陨石坑。这与地理记录十分吻合。要计算如同Chicxulub般较大的碰撞比较困难,科学家们倾向于每隔1亿年的假设。

以下是各种尺寸撞击结果的科学性的预测:

摘自“碰撞危险”,作者Morrison, Chapman 和 Slovic, 由Hazards due to omets and Asteroids出版
碰撞的直径
(米)
质量
(百万吨级)
间隔时间 (年) 影响
<50 <10 <1 上层大气层中的陨星几乎无法到达地表
75 10 - 100 1000 铁质的形成如流星陨石坑般的陨石坑
石质的如通古斯般在空中爆炸,陆地撞击将毁坏城市大小的区域
160 100 - 1000 5000 铁质、石质的将撞击地表,彗星会产生空中爆炸;陆地撞击将毁坏大都市(纽约,东京)大小的区域面积
350 1000 - 10,000 15,000 陆地撞击毁坏区域面积如一个小州(美国);海洋撞击引起轻微的海啸
700 10,000 - 100,000 63,000 陆地撞击毁坏面积与中等大小的州(弗吉尼亚)面积相近,海洋撞击引起大海啸
1700 100,000 - 1,000,000 250,000 陆地撞击掀起滚滚尘土造成全球影响,毁坏区域面积大小为大州(加州、法国)

更多的有关陨星的站点

未知点

备注

    以下是美国总统克林顿就在一颗来自火星的陨石中发现生命的报告的讲话:

“当我们终于到达这个发现的时刻,是如此的值得深思注目。40亿年以前这块岩石形成于火星最初的地壳之中。几十亿年后它挣脱地表穿越茫茫宇宙开始一千六百万年的星空之旅最终到达地球。它在13000年前在一场流星雨中降临到地表。后在1984年一位美国科学家在每年一次的到南极洲收集陨石的美国政府行动中把它拾起送回美国进行研究,确切地说,这是那年所拾起的第一块岩石--84001号岩石。

今天,84001号岩石穿越这所有的几十亿年和这所有的几百万千米向我们倾述。它叙说着生命的希望。如果这个发现被确证,这一定会是迄今为止科学对我们宇宙最好的洞悉之一。它的影响力将是我们所能想象到的范围最广和最令人鼓舞的,甚至在回答我们古老的疑惑时,它同时提出了更为重要的问题。

当我们继续对答案和与人类自身一样古老但将成为人类将来必不可少的知识寻求时我们将继续倾听它所要说的一切。”


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Bill Arnett; 最后更新: 1998 三月 9
最近更新:03/04/99



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