10月11日的吉林火流星事件讓大家目睹了小行星與地球的一場美麗“邂逅”。不過，在太陽系誕生的45.6億年的時(shí)光里，小行星與地球之間除了美麗的“邂逅”之外，它們之間還有數(shù)不清的“愛恨情仇”呢！
仇·恨篇
小行星直徑只有1km，其威力可能等于1000萬枚原子彈爆炸
在太陽系家族中，小行星絕對是個(gè)不安分的危險(xiǎn)分子。根據(jù)國際天文學(xué)聯(lián)合會小行星中心公布的數(shù)據(jù)，截止2019年11月4日，已確認(rèn)的小行星數(shù)量超過84萬顆，總重量約有地球的萬分之一，而且每年都會有數(shù)千顆新的小行星被發(fā)現(xiàn)。
太陽系內(nèi)眾多的小行星之間發(fā)生互相碰撞以及在受到太陽系內(nèi)各大天體的引力攝動后，小行星都會脫離原來的軌道，開始在太陽系里四處游蕩，時(shí)不時(shí)地與其它太陽系天體來個(gè)“親密接觸”，結(jié)果使得其它天體傷痕累累，面目全非。
就拿離我們最近的天體——月球來說，夜空中，月光明媚皎潔，像一個(gè)美少女注視著人間，但是望遠(yuǎn)鏡中的月亮卻滿臉疤痕，月球表面大大小小的環(huán)形山，大部分都是小行星們?nèi)堑牡湣?/span>
“傷痕累累”的月球表面 （圖片來源：維基百科）
小行星個(gè)頭并不大，最大的直徑也不超過1000公里，小的不過幾十米。一顆直徑1公里大小的小行星，以20千米每秒的速度撞擊地球，其威力相當(dāng)于1000萬枚廣島原子彈爆炸的威力，會在地面留下一個(gè)直徑超過20千米的隕石坑，給地球帶來災(zāi)難性的后果。例如：越來越多的科學(xué)證據(jù)證實(shí)，6500萬年前正是由于一顆直徑約10公里大小的小行星撞擊地球，導(dǎo)致了當(dāng)時(shí)包括恐龍?jiān)趦?nèi)超過75%的物種滅絕；而1908年發(fā)生在俄羅斯西伯利亞地區(qū)的通古斯大爆炸也時(shí)刻提醒著我們，小行星撞地球同樣會威脅現(xiàn)今人類的安全。
太陽系中已知的近地天體 （圖片來源：維基百科）
歷史上地球遭受過小行星密集的撞擊，理論計(jì)算表明，地球上直徑超過20千米的隕石坑應(yīng)該有約2萬個(gè)。若不是地球上活躍的雨水、生物侵蝕和板塊俯沖、火山噴發(fā)等地質(zhì)活動將它們填平，地球表面應(yīng)該也像月球一樣布滿環(huán)形山。盡管如此，地球上還是有很多隕石坑保留至今。
地球的傷疤——隕石坑
美國西部亞利桑那州的荒原上有一個(gè)直徑1.2公里，深180米的圓坑，十分惹眼，早期人們懷疑它是火山口。1946年，人們在坑附近找到了鐵隕石碎片、高溫高壓形成的柯石英礦物以及隕擊在石英顆粒內(nèi)留下的構(gòu)造證據(jù)等，該圓坑成為地球上第一個(gè)被確認(rèn)的隕石坑。
第一個(gè)被證實(shí)的隕石坑，巴林杰隕石坑 （圖片來源：維基百科）
隕石坑的證據(jù)
迄今地球上已被證實(shí)的隕石坑有195個(gè)。除了少數(shù)能從地貌上容易辨認(rèn)的，大部分隕石坑地貌被嚴(yán)重破壞，難以識別。地質(zhì)學(xué)家們靠從周圍的巖石上尋找撞擊留下來的蛛絲馬跡從而判別是否為隕石坑。
小行星撞擊地面是一個(gè)瞬時(shí)的劇烈作用。超高溫、高壓造成的沖擊變質(zhì)作用是地球正常地質(zhì)活動所無法達(dá)到的。撞擊中心的峰值壓力可以達(dá)到100-400GPa，相當(dāng)于地表以下2000公里處的地球內(nèi)部的壓力；溫度高達(dá)10000度以上，那里的巖石將直接汽化揮發(fā)（所以，不要指望在大型隕石坑里找到隕石了，它們早就蒸發(fā)啦?。?。超高溫、高壓會在周圍的巖石和礦物中留下證據(jù)。
《地球隕擊資料庫》給出判別隕石坑的主要判據(jù)有：
1）存在震裂錐。震裂錐是巖石受到?jīng)_擊變形后留下的一種特殊結(jié)構(gòu)，從不足1厘米到幾米之間，呈圓錐形，錐面呈現(xiàn)輻射狀三角形條紋溝槽。震裂錐通常散布在隕石坑周圍，因此，野外考察來說，這個(gè)特征非常容易辨認(rèn)。
2）礦物存在層狀變形特征，這是巖石經(jīng)過超高壓后留在礦物上的微觀結(jié)構(gòu)證據(jù)，在光學(xué)顯微鏡下可以分辨出來。
3）巖石中常見的礦物轉(zhuǎn)變成高壓礦物，例如石英轉(zhuǎn)變成柯石英、斯石英（原子彈爆炸現(xiàn)場就有柯石英和斯石英）。超高壓還會完全破壞礦物的晶體結(jié)構(gòu)，使得礦物不經(jīng)過融化直接轉(zhuǎn)變成玻璃，常見的有長石變?yōu)槿坶L玻璃。
檢驗(yàn)這些證據(jù)必須在實(shí)驗(yàn)室借助科研儀器完成。
震裂錐（ 圖片來源：維基百科）
凝固的“眼淚”——玻璃隕石
小行星能把地球毀容，就能讓地球流 “眼淚”。在我國嶺南地區(qū)、澳大利亞、東南亞等廣闊的區(qū)域里，人們經(jīng)常會找到一些黑色的玻璃質(zhì)的石頭，外形呈現(xiàn)淚滴狀、啞鈴狀、橢球狀、透鏡狀等，廣東地區(qū)的人們稱之為雷公墨。世界上類似的石頭還出現(xiàn)在別的地方，歐洲的捷克、德國，非洲利比亞和北美洲地區(qū)也出產(chǎn)一種玻璃狀的石頭，這些石頭翠綠鮮艷，表面像珊瑚一樣有很多枝杈狀的流線，是現(xiàn)代很受歡迎的漂亮裝飾品。
一直以來，人們對這種石頭是如何產(chǎn)生的疑惑不解。有人說是火山噴發(fā)造成的，有人說是閃電融化了地面上的石頭造成的，還有人說這是一種來自月球表面的特殊的隕石。直到上世紀(jì)60年代，隨著探測技術(shù)的進(jìn)步和高壓實(shí)驗(yàn)的研究，人們對小行星撞擊地球的過程有了更清晰的認(rèn)識。小行星撞擊產(chǎn)生的高溫高壓會將地球周圍的基巖融化，然后拋向空中，融化的巖石在氣流的作用下，逐漸冷卻凝固，并形成與空氣動力學(xué)有關(guān)的特殊外形。人們將這些石頭稱為“Tektites”（古希臘語，意思是“融化”），中文將之翻譯為玻璃隕石（玻璃隕石不是隕石?。?，也就是人們常說的雷公墨。
進(jìn)一步的研究證實(shí)，某一區(qū)域的玻璃隕石與某一個(gè)隕石坑有關(guān)，其成分和化學(xué)同位素等信息與隕石坑內(nèi)的巖石一致，更重要的是它們形成的年齡也與隕石坑產(chǎn)生的年齡一致。這些石頭的千年之謎終于解開了。
左：玻璃隕石 右：玻璃隕石成因示意圖 （圖片來源：http://tektites.co.uk）
愛·情篇
小行星撞擊：帶來傷疤，也帶來了生命
小行星撞擊給地球帶來災(zāi)難的同時(shí)，其實(shí)也為地球帶來了生機(jī)，在地球早期生命起源和演化進(jìn)程中扮演了重要作用。科學(xué)家們認(rèn)為，45億年前地球在太陽星云的內(nèi)行星盤中形成。早期的地球因放射性元素衰變和吸積太陽系物質(zhì)積累的能量而呈高溫熔融狀態(tài)，因此，原始地球上缺少水、有機(jī)物等組成生命的必要物質(zhì)。而小行星誕生的位置恰好在行星盤“雪線”附近，小行星中包含了大量的水、有機(jī)物等生命必備物質(zhì)。
1970年代阿波羅登月任務(wù)從月球表面采回的隕擊熔巖的放射性同位素年齡顯示，大多數(shù)的隕擊熔巖形成于非常短的時(shí)間段內(nèi)，集中在41-38億年。這表明在距今41-38億年前，月球遭受了大量小行星的撞擊，這一事件被稱為晚期重轟擊（或稱為月球?yàn)?zāi)難）。模型顯示，太陽系的內(nèi)行星（地球、火星、金星、水星）在這一時(shí)期也遭受了小行星的猛烈撞擊。
小行星的撞擊為地球帶來了大量的水、有機(jī)物等物質(zhì)，匯聚進(jìn)入到了原始的海洋。晚期重轟擊之后，地球遭受的撞擊頻度迅速降低，地球環(huán)境趨于穩(wěn)定，生命開始了持續(xù)的演化?；C據(jù)顯示，最早的生命物質(zhì)出現(xiàn)在38億年前，與晚期重轟擊結(jié)束的時(shí)間相吻合。此外，地球生命體中的氨基酸手性分子基本以左旋為主，而科學(xué)家從1969年隕落的Allende碳質(zhì)球粒隕石中發(fā)現(xiàn)左旋氨基酸要多于右旋氨基酸，這個(gè)結(jié)果和地球生命的結(jié)構(gòu)正好相吻合。生命體氨基酸的“左傾”特性有可能就是這樣開始從小行星中繼承而來的。
聯(lián)系客服
