正在公映的好萊塢科幻片《2012》再次引發(fā)我們對天災(zāi)的憂慮。就在上月8日,一顆小行星在印度尼西亞上空的地球大氣層中爆炸,所幸離地面較高……這就是人類的最大威脅―小天體撞地球。
　　
　　災(zāi)難片大腕艾默里奇執(zhí)導(dǎo)的好萊塢大片《2012》已全球公映。影片中,地核逐漸融化,地殼劇烈變動,火山猛烈爆發(fā),海嘯撲面而來,喜馬拉雅被淹到了山頂……
　　近日,由該片激起的“2012年是世界末日”的說法在互聯(lián)網(wǎng)上謠傳,從而引起了不少人的擔(dān)憂。日前,美國宇航局(NASA)的著名天文學(xué)家莫里森已對這一說法做了反駁,并認(rèn)為它根本就沒有事實(shí)依據(jù)。
　　然而,人類遭遇天災(zāi)的可能性是存在的,美國《發(fā)現(xiàn)》雜志曾經(jīng)評出威脅人類生存的21世紀(jì)20大危險(xiǎn),其中小天體撞擊地球位于首位。同時(shí)在聯(lián)合國認(rèn)定的世界四大突發(fā)災(zāi)難中,小天體撞擊地球也居于首位。
　　只要瞟一眼坑坑洼洼的月球表面,你就能得到暗示:如果不采取措施,我們將面臨兇猛的空襲。地球一直幸免于出現(xiàn)這樣的疤痕,只是因?yàn)樗�有大氣層的保護(hù)―大氣層具有緩沖作用,減小了沖擊。
　　小天體沖擊的強(qiáng)度有可能難以想像。一塊直徑250米的太空巖石,以具代表性的20公里/秒的速度落地,其爆炸力相當(dāng)于500兆噸TNT炸藥,其能量超過廣島原子彈3萬倍。其威力將是1883年把喀拉喀托島劈開、造成3.6萬人死亡的火山爆發(fā)的兩倍多。
　　就小行星而論,250米相對來說不算大。去年猛擊地球的那些巖石還要小,只有幾米寬。但是,在其活動期內(nèi),地球曾經(jīng)被來自外太空的巨大石塊(有些直徑超過10公里)打得一敗涂地。據(jù)說,6500萬年前那次滅絕了恐龍―實(shí)際上滅絕了地球上70%生命的事件。
　　我們特別聯(lián)系了知名學(xué)者周海中,后者為中山大學(xué)教授、斯坦福預(yù)測研究所顧問,主要從事數(shù)學(xué)、天文學(xué)及交叉科學(xué)方面的研究。
　　
　　南都周刊:什么是小天體?據(jù)說它們曾與地球相撞,并給地球造成過創(chuàng)傷?
　　周海中:小天體通常是指太陽系內(nèi)圍繞著太陽運(yùn)轉(zhuǎn)但不符合行星和矮行星條件的天體,主要包括小行星、彗星、流星體和其他星際物質(zhì)。
　　地球從形成至今已有46億年了。在這漫長的歲月里,發(fā)生過無數(shù)次小天體撞擊地球的事件。據(jù)統(tǒng)計(jì),近1億年來,地球遭到小天體撞擊造成直徑大于1公里的隕石坑就有1萬處之多。由于地球大氣層的保護(hù),體積和質(zhì)量小的小天體往往在墜落地面之前就已燃燒殆盡,但大的就給地球造成滅頂之災(zāi)。
　　6500萬年前,一顆直徑約10公里、質(zhì)量為100億噸的小行星撞到地球表面上,也就是現(xiàn)在墨西哥尤卡坦半島東北沿岸地區(qū);據(jù)專家估算,這一撞擊釋放的能量相當(dāng)于廣島原子彈爆炸威力的50億倍,造成當(dāng)時(shí)全球氣候、環(huán)境、生態(tài)的災(zāi)變,使稱霸世界的恐龍及其他生物種類滅絕。
　　1490年4月4日中午,一顆直徑約5米的流星體撞到我國甘肅慶陽地區(qū);當(dāng)時(shí)正逢清明時(shí)節(jié),不少上墳的人被隕石碎塊擊中,據(jù)地方志記載“擊死人以萬數(shù)”。
　　1908年6月30日凌晨,一顆直徑約50米的彗星在俄羅斯西伯利亞通古斯地區(qū)上空5公里處爆炸,其爆炸威力相當(dāng)于2000萬顆廣島原子彈爆炸的威力,所產(chǎn)生的沖擊波夷平了幾百平方公里的森林。
　　上月8日,一顆直徑約10米,運(yùn)行速度為每秒20公里的小行星在印度尼西亞蘇拉西島南部上空的地球大氣層中爆炸,釋放出的能量有3顆廣島原子彈爆炸的威力。幸運(yùn)的是,由于爆炸的高度在地面以上20公里左右,因此沒有造成任何破壞。
　　順帶一提,撞擊釋放的能量大小取決于小天體的體積、質(zhì)量、密度、飛行速度、結(jié)構(gòu)特征、撞擊角度等。
　　
　　南都周刊:科學(xué)界對小天體與地球相撞這一問題有什么新研究?
　　周海中:根據(jù)歷史記錄和科學(xué)預(yù)測,小天體與地球相撞只是時(shí)間問題。直徑10公里的小天體平均每隔1億年會與地球相撞一次,直徑1公里的小天體撞擊地球的概率是10萬年一次,直徑100米的小天體撞擊地球的概率是每1萬年一次。
　　在接近地球軌道的地方,據(jù)NASA近地天體項(xiàng)目辦公室的數(shù)據(jù),有765顆直徑大于1公里的近地小行星,5886顆各種大小的近地小行星。當(dāng)你算上近地彗星時(shí),各種大小近地天體的總數(shù)就會達(dá)到5968顆。這樣的近地小天體無論是撞上陸地,還是擊中海洋,都將是一場全球性的浩劫。
　　前不久,英國著名理論物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家霍金在接受媒體采訪時(shí)就指出:由于近地小天體的威脅,人類必須移民到其他適宜生存的行星以擺脫滅亡的命運(yùn)。
　　目前已知的對地球威脅最大的近地小天體是“阿波菲斯”小行星,其直徑為400米;一旦它撞上地球,將釋放出比廣島原子彈高10萬倍的能量。據(jù)專家測算,“阿波菲斯”小行星將于2029年和地球“擦肩而過”;由于它的軌道被地球引力改變,它將于2036年重新“光臨”地球,并很可能撞擊地球,相撞的概率高達(dá)三十七分之一,是有史以來發(fā)現(xiàn)的小天體中危險(xiǎn)等級最高的。目前全球有100多個(gè)研究小組在從事“阿波菲斯”的太空任務(wù)研究,希望在它接近地球時(shí)能降低或排除相撞的可能性。
　　從上世紀(jì)90年代開始,每年科學(xué)家都舉行各種有關(guān)的國際學(xué)術(shù)研討會,共商應(yīng)對辦法。目前NASA、歐洲宇航局和一些相關(guān)機(jī)構(gòu)都在加強(qiáng)對那些最可能危及地球的小天體進(jìn)行監(jiān)控跟蹤。大空“千里眼”―哈勃望遠(yuǎn)鏡也在不間斷地監(jiān)視它們的“活動”情況。(編者:2008年在蘇丹上空爆炸的小行星只有幾米大,因此直到最后一分鐘才有人看見它沖過來。)
　　
　　南都周刊:如何避免小天體撞地球?人類有何防御措施?
　　周海中:要避免“殺手”小天體撞地球,首先應(yīng)該建立全球性的聯(lián)測網(wǎng)和預(yù)警系統(tǒng),操控世界各地的望遠(yuǎn)鏡以探測并跟蹤可能給地球造成傷害的小天體;其次制定一個(gè)所謂應(yīng)對它們的應(yīng)急計(jì)劃;再次應(yīng)該配備更先進(jìn)的觀測設(shè)備,培養(yǎng)更多的高級專門人材,做好這方面的科普宣傳工作。
　　任何機(jī)構(gòu)或個(gè)人一旦發(fā)現(xiàn)“殺手”小天體,應(yīng)該及時(shí)向國際天文學(xué)聯(lián)盟(IAU)報(bào)告;經(jīng)核實(shí)后,由IAU上報(bào)UN的有關(guān)機(jī)構(gòu);最后,由UN向各成員國通報(bào),并組織全球的科技力量來采取防御措施。
　　目前已知的對“殺手”小天體進(jìn)行防御的方法有好多種。一種是摧毀,用核武器炸掉它或改變它的運(yùn)行軌道,但麻煩的是運(yùn)載核武器的火箭必須在發(fā)生相撞前7年發(fā)射,而且爆炸可能把它變成許多更小的“殺手”,把這些放射性物體拋入不可預(yù)測的軌道�；蛘�,用超強(qiáng)紅外激光將它摧毀成對地球無害的小碎塊。
　　另一種辦法是改變其飛行方向。比如用航空器給它施加壓力;在它的表面插入一種像火箭那樣的裝置,利用反作用力推動它改變飛行方向;用鏡子、燈甚至油漆來影響它吸收太陽光和熱量,通過熱能的變化改變其軌道(這種方法見效比較慢,需要20年左右);還有用火箭把一面巨大的太陽帆發(fā)送到它的上面,張開的太陽帆就吸收由太陽放射的光子,而光子產(chǎn)生的壓力把它逐漸推離原來的軌道……
　　不過,所有的方法現(xiàn)都停留在理論設(shè)想階段;是否可行,還要靠將來的實(shí)踐來檢驗(yàn)。
　　
　　小天體攻略
　　核攻擊
　　在災(zāi)難片《世界末日》中,布魯斯?威利斯(Bruce Willis)所用核武器來終結(jié)殺手小行星。事實(shí)上,核爆炸釋放出來的巨大能量會把小行星粉碎成無數(shù)更小的碎片。如果它們的直徑超過30米,那么,就等于你成功地把一顆步槍子彈轉(zhuǎn)變成獵槍散彈。
　　
　　動力沖擊
　　發(fā)射一個(gè)航天器,盡可能猛烈地撞擊你選定的小行星。2005年美國航天局深度撞擊航天任務(wù)利用被稱為“動力沖擊”的策略在坦普爾彗星上撞出了一個(gè)坑。歐洲航天局正在為自己計(jì)劃一次航天任務(wù),在一個(gè)近地小行星上試驗(yàn)動力沖擊。
　　
　　太空鏡群
　　我們都玩過用放大鏡點(diǎn)火。2007年,格拉斯哥大學(xué)的馬塞米利諾?瓦西里(Massimiliano Vasile)教授進(jìn)行的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),太空鏡群能在小行星上集聚足夠的熱量,蒸發(fā)其表面,把小行星推往新的軌道。據(jù)稱,十面鏡子在六個(gè)月內(nèi)就能夠移動一個(gè)150米寬小行星。
　　
　　引力拖拉機(jī)
　　牛頓和愛因斯坦先后發(fā)現(xiàn),由于引力的作用,沉重的物體相互吸引。于是誕生了“引力拖拉機(jī)”的想法:將航天器靠近目標(biāo)小行星,通過開動發(fā)動機(jī)來保持它們之間的距離。結(jié)果是,小行星漸漸被拖離軌道。但是,引力拖拉機(jī)要花幾年時(shí)間才能把一個(gè)大型小行星移到足夠遠(yuǎn)的位置。
　　
　　油漆工作
　　19世紀(jì),俄羅斯工程師伊凡?雅科夫斯基(Ivan Yarkovsky)算出如何能夠僅僅通過改變它的顏色而改變一塊太空巖石的軌道。小行星吸收太陽的熱量,然后再散發(fā)進(jìn)太空。這種熱輻射帶有動力,反過來向小行星施加一個(gè)將它推向反方向的力量。不同的顏色吸收和散發(fā)熱量的速率不同―同樣是在夏天,黑T恤就變得比白T恤熱。那就意味著,只要讓油漆工來幫忙,就能改變危險(xiǎn)小行星的軌道。

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