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天外飞“星”小行星撞地球概率有多大

2009-01-14 20:57:34

  陨石坑见证小天体撞地球

  记者:尽管地球经过几十亿年的沧海桑田变迁,小天体撞地球的证据已不复存在,我们也没有看到这一幕,但是科学家仍在努力寻找无数年前小天体撞击地球留下的痕迹。在地球45亿年的历史上,小天体撞击地球发生过多少次?这也许是很多人心中的疑问。

  李竞:实际上,几千万年来,大大小小的陨石在地球的各个角落留下了点点“伤疤”。如果没有侵蚀和构造活动,我们可能会在地球上看到像月球表面的一番景象。撞击坑如脸上麻子一般散布在月球表面。在太阳系形成初期,地球不断遭受小天体大规模撞击,当时太阳系内行星尚在形成之中,无数碎片疯狂地在它们周围飞驰而过。对于人类而言幸运的是,太阳系内的“暴力活动”逐渐归于平静,小天体撞击事件发生的频率越来越少,间隔的时间越来越长。

  在地球45 亿年的历史上,比通古斯大爆炸更为惨烈的天体撞击有很多。据加拿大新布伦瑞克大学负责维护的“地球撞击数据库”显示,迄今科学家已在地球上发现了170多个撞击坑,它们分布于世界七大洲以及海底。比如,位于美国亚利桑那州的巴林杰陨石坑就是距今最早地球遭受撞击的证据之一,这个陨石坑是在5万年前形成的;加拿大魁北克省的曼尼古根陨石坑是地球上最著名的陨石坑;地球上最重量级陨石坑当属南非维勒德福特陨石坑,号称是地球上已知最大的撞击坑;以及墨西哥尤卡坦半岛的“希克苏鲁伯”陨石坑。

  在我国,科学家在我国的海南省白沙县、吉林、新疆、云南、贵州省息烽县、内蒙古锡林郭勒盟多伦县等地发现了陨石坑。

  如果不是地质活动持续改变地表特征,那么地球上的撞击坑数量远远不止100多个。板块移动、造山运动、火山喷发和侵蚀不断冲击着地球表面,掩盖了大多数撞击坑存在的证据。像6500 多万年前导致恐龙和大批生物灭绝的事件,就被认为很可能是由于一个直径为10 公里的小行星撞击造成的。由于之前的大撞击并没有留下文字记录,就此而言,通古斯大爆炸的确是唯一有历史记录的大撞击事件。

  近地小行星是地球“杀手”

  记者:读者在相关报道中看到,有的称小天体撞地球,有的说是近地小行星撞地球,小天体与小行星的概念有何区别?

  李竞:小天体的概念比小行星宽泛,小天体包括小行星、彗星和其他流星。近地小行星指的是那些轨道与地球轨道相交的小行星,这类小行星可能会带来撞击地球的危险。这样的天体第一不能自己发光,第二本身的重力使它不能形成一个正圆,所以小行星不是一个圆球。现在已发现的小行星跟尚未发现的小行星的整个质量之和大概还不到地球质量的万分之五。人们最早发现的近地小行星爱神星是1898年发现的。等到1930年1月发生大冲(它到达近日点时与地球、太阳排列成一直线。这时离地球最近)时,记录到它与地球的最近距离为0.17天文单位,约2500万千米。其实,现在所说的小行星撞地球主要指近地小行星,它对地球威胁最大。

  记者:目前,根据现有的观测手段,科学家发现的小行星有多少颗?小行星撞击地球的概率到底有多大?

  李竞: 据有关资料显示,1950年记录在案的小行星有1600颗,最大的直径有800~1000公里,截至到2008年,记录在案的小行星高达74万颗。大家一定感到疑惑,为什么小行星的数字在短短的几十年间发生了突变?这有两个因素:一是社会背景,1994年,一颗彗星与木星相撞,引起了人类的恐慌,因此成立了小行星国际监测网。另外一个原因是科技手段的进步,比如观测设备的更新,尤其是数码相机的广泛使用,观测者可以很方便地把图像转换到计算机中,这为科学家监测小行星提供了便利。

  大英百科全书最新资料记载,小行星撞地球的概率,体积越小撞击地球的概率越高,体积越大撞击地球的概率越小。直径超过1公里的小行星将每隔数十万年和地球相撞一次;引起通古斯大爆炸的小行星,直径是6公里,这种级别的小行星撞击地球的概率是500万年~1000万年一次;引起恐龙大灭绝的小天体,直径是10公里,这种级别的小行星撞击的概率是5000万年~1亿年一次,这样的撞击将会引发灭绝性灾难。

  记者:西方科学家称,有史以来发现的危险等级最高的一颗小行星“阿波菲斯”很可能于2036年撞击地球,释放出的能量比广岛原子弹爆炸高10万倍。“阿波菲斯”的危险等级在有史以来发现的小行星中是最高的,它和地球在2036年相撞概率高达1/37。对此,中国科学家提出了质疑,您有何评论?

  李竞:在埃及神话中,“阿波菲斯”是古老的邪恶和毁灭之魔,它的目的是让整个世界陷入永久的黑暗。2004年,天文学家将一颗正从外太空直奔地球而来的小行星命名为“阿波菲斯”,正是因为这颗小行星将对人类带来前所未有的灾难性威胁,我国的科学家形象地称这颗行星为“毁神星”。

  随着观测资料的不断积累,推断出的小行星的运动轨道才越接近将来的事实。外国天文学家目前观测到“阿波菲斯”小行星的时间很短,因此目前获得的数据不足以较为精确地预测近30年之后的事。依靠现有有限的观测资料就做出上述结论是不精确的,外国天文学家应慎重发布类似消息。以人类现有的技术和手段,阻止小行星撞击地球的预警期需要50年。在这个足够长的时间里,人们要进行不断地研究实验使技术逐步完善成熟。从理论上讲,人类已有防止小行星撞击地球的手段。2005年,美国“深度撞击”实验的成功,这说明人类已经拥有了远距离精准控制航天器的能力。如果将来再发生小行星和地球相撞的事情,人类将有能力主动避免。相信人类的科技将来能够很好地应对来自天外的不速之客,或者有威胁的客人,将不受欢迎的客人拒之门外。

  5套方案应对小行星

  记者:目前,有的科学家提出了一个大胆设想:利用核导弹攻击向地球袭来的物体——就如同好莱坞影星布鲁斯·威利斯在《哈米吉多顿》电影中采用的方法一样,如发射一个火箭、一个导弹,把它炸掉。假如小行星真的要撞向地球,人类是否能够出色地导演一场“人定胜天”的大片?对付小行星撞地球,人类有何应对措施呢?

  李竞:2005年,美国的“深度撞击”撞击对象是直径6公里的彗星“坦普尔1号”,为人类尝试改变彗星和小行星的轨道提供了经验。随着科学技术的不断发展,人类应对自然灾害的能力会越来越强。我们不可以人定胜天,但在减灾、防灾方面我们是可以有所作为的,到那个时候我们绝对不会像恐龙那样坐以待毙。科学家提出了对付小行星撞地球的5套方案,它们分别是用核弹炸毁小行星、用机械力改变轨道 、改变颜色以改变轨道 、用爆炸法改变轨道、给小行星安“太阳帆”。目前这些理论上的探讨,都是在理想状态下才能进行的,实际中不能有一点点的误差存在,难度之高可以想象。总体上这些技术在理论上虽然都是成立的,但是此种技术的实际可行性仍需进一步的实验研究。

  具体5种方案如下:

  方案一:用核弹炸毁小行星

  科学界目前“拦截”小行星的设想方案大体可以分为两种,一种是将其炸毁,破坏掉;另一种则是改变它的运行轨道。

  方案二:用机械力改变轨道

  第一种改变小行星轨道的方法,就是发射人造天体,将其发射到太空后,把它调整到和小天体(或称小行星)平行,并使两者的相对速度为零,然后用机械推它一下,它就会改变轨道。

  方案三:改变颜色以改变轨道

  第二种改变轨道的方法是改变小行星的表面颜色。如果原来小行星是灰的,可以将它变成纯黑,物体的颜色可决定吸收热量的多少。

  方案四:用爆炸法改变轨道

  用爆炸的方法也可以实现小行星轨道的改变。对于组成元素是铁质的、结构结实的行星,可以利用导弹或是核装置对其进行攻击,理想的状态是将它炸成一分为二的两部分,这样质量就发生了变化,轨道也就跟着变了。

  方案五:给小行星安“太阳帆”

  这种方案要在小行星体表面上安装一台大型火箭发动机,或者一个“太阳帆”,把行星从地球的轨道上推开。

  记者:面对小行星的威胁,人类会不会像恐龙一样坐以待毙?科学家给出的答案是“不”。目前,人类采取了哪些行动?我国在近地小行星的监测和研究中做了哪些工作?

  李竞:从1980 年以来,随着技术的进步,美国和加拿大等国的人们已经开始对可能威胁地球的近地小行星进行观测。1994 年发生的彗星碎片撞击木星事件,进一步警示人类预防近地天体撞击地球的灾难。近年来,美、英、法、德、日、俄等国家联手建立了近地小行星国际监测网,先后发现了近千颗具有潜在威胁的近地小行星。中国科学院也在1999年组建了“近地天体探测和太阳系动力学研究”团组,现已在江苏省盱眙县建立了紫金山天文台近地天体观测基地,近年又成功安装了1.2特近地天体探测望远镜,力争在两三年内成为国际监测网中开展天体碰撞预报和空间环境安全研究的重要台站。

  全球应进一步联合起来,加大对小行星的监测力度,一旦发现对地球存在严重威胁的小行星、彗星时,就立即发射载有爆炸装置的火箭或飞船,在小行星的附近引爆以改变其速度和运行方向,从而保障地球的安全。

  李竞

  中国科学院国家天文台研究员、博士生导师、老科学家科普演讲团成员,国际天文学联合会会员。曾获全国科普先进个人奖(2003),中国科学院科普先进工作者奖(2004)、北京市海淀区高新技术老科技先进工作者奖(2004)、全国科学技术名词审定委员会先进个人奖(2005)、中国科学院老科协科普活动现今工作者奖(2006)、中国科普作家协会有突出贡献科普作家奖(2007)。

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