为什么宇宙中一颗极小的小行星会给地球带来灾难?

通古斯卡河位于俄罗斯西伯利亚贝加尔湖的西北部,一道耀眼的蓝光划破天空。几声巨响后,2150平方公里范围内的原始森林被夷为平地,80多万棵树木被毁。幸运的是,这个地区人烟稀少,只有三人伤亡。这就是著名的通古斯大爆炸。对于许多人来说,大爆炸的原因仍然是一个有争议的话题。

通古斯卡森林中的倒伏树木

一百多年来,与通古斯事件相关的学术论文有1000多篇,对其原因的分析也是五花八门。根据事后的计算,通古斯大爆炸相当于1,000 ~ 3000万吨TNT爆炸当量造成的破坏,约为广岛原子弹的1,000倍,也相当于美国和前苏联制造的最大氢弹的爆炸威力。要知道,没有人知道核弹,通古斯卡也没有检测到核辐射。

核爆炸

通古斯事件是什么原因造成的?调查人员首先在附近村庄找到原住民和俄罗斯移民了解情况。通过综合分析众多目击者的描述,大致可以得出以下过程:17早上7点左右,晴空中首先出现了一道耀眼的光,它在天空中移动,几乎和太阳一样明亮。然后从东边传来类似火炮爆炸的声音。冲击波把人撞倒,一些人被甩出数米远。天空似乎被火覆盖,人们感受到强烈的热风吹来,几乎让人无法忍受,衣服似乎也着火了。天空中巨大的火球一个接一个,伴随着巨大的爆炸声,向北方飞去,森林被撞得粉碎,树顶断裂,门窗破碎,一些木屋被毁。远处传来爆炸声,整个地面剧烈震动,房子也跟着摇晃。

小行星袭击地球。

通过俄罗斯探险队的调查结果和当时俄罗斯媒体的报道可以知道,这应该是一起典型的陨石坠落事件。但奇怪的是,在通古斯大爆炸的核心区域,并没有发现陨石坑、巨大陨石或更小的陨石碎片。你所能看到的只是一片倒下的树木,有些树干甚至被完全震碎。这也是通古斯大爆炸有很多解释的原因之一。

冲击坑的形成

几乎所有的天文学家都把目光聚焦在了一颗编号为2012 DA14的小行星上。这颗大小为20× 40m的小行星正以极快的速度穿过距离地球27,000km的空中,低于许多人造卫星的轨道,因此足以引起西方科学家的注意。美国戈达德柊司天文台拍摄了这颗小行星的雷达图像。

同一天,另一颗接近地球的小行星被忽略了。它在俄罗斯车里雅宾斯克附近从东南向西北冲破天空,坠落地面。这颗小行星的直径也在20米左右,18.6 km/s的速度产生2000℃以上的高温,使得这颗石陨石无法承受巨大的压力。在距离地面约23.3公里处开始坍塌解体,产生巨大的爆炸冲击波,摧毁了沿途房屋的门窗,2000多人被玻璃碎片击伤。

车里雅宾斯克陨石坠落地图

事后,科学家根据收集到的数据推断,车里雅宾斯克陨石的直径约为18米,进入大气层前的质量约为1.1万吨。其爆炸威力相当于50万吨TNT原子弹的爆炸当量,成为近年来人类观测到的最具破坏性的陨石坠落事件。

值得注意的是,车里雅宾斯克陨石坠落后,人们并没有发现巨大的陨石碎片,也没有在地面上发现任何陨石坑。因为当地人口稀少,门窗修好后一切都很平静。天文学家和陨石爱好者只在切巴尔库尔湖的一个破冰洞附近发现了一些指甲盖大小的陨石碎片。

车里雅宾斯克陨石碎片

同样大小也就20米左右。5万年前另一颗陨石落在美国亚利桑那州沙漠造成的破坏完全不同。它刚刚在地面上砸出了一个直径1.18公里,深170米的大坑。科学家通过计算机建模得出结论,这是一颗铁陨石以12.8km/s的速度撞击地面造成的陨石坑,爆炸产生10万吨TNT当量。

亚利桑那州的巨大陨石坑

如果通古斯大爆炸也是小行星袭击地球,这颗小行星会有多大?它的直径也在20米左右,种种迹象表明,它是一颗类似车里雅宾斯克陨石的石陨石。

为什么同样是石陨石,直径都是20米?车里雅宾斯克陨石的爆炸当量是50万吨TNT,通古斯大爆炸的爆炸当量高达654.38+00万吨,却没有在亚利桑那州造成同样的弹坑?这个问题困扰了人们很多年。对这些问题的解释是,陨石坠落造成的伤害与其成分、速度、坠落角度、坠落位置有关。

一、作文:

太空中的小行星通常分为三类:铁陨石、石陨石和铁陨石。铁陨石坚硬致密,在与大气的强烈摩擦下不易分解,所以一般是整体坠落地面,对地表的破坏力很大,所以会造成很大的陨石坑。

一块巨大的陨石

石陨石是由许多聚集在太空中的小矿物颗粒组成的。当它们高速进入大气层时,强烈的摩擦会使它们产生高温,陨石在高温高压下解体爆炸,从而在半空中形成冲击波。但在陨石碎片落到地面之前,它们中的许多已经被消融,变成了难以发现的细小颗粒。因此,石陨石比铁陨石更不容易在地面造成撞击坑。

有人认为是彗星碎片而不是小行星陨石导致了通古斯大爆炸,但后来的实地调查证据推翻了这一观点。科学家在大面积倒下的树木碎片上发现了大量微小的陨石颗粒,证明爆炸是由一颗小行星引起的,但时间接近与科恩彗星的相遇。

第二,速度

地球自转有角速度,地球绕太阳公转也有前进速度。当这两个速度叠加时,空间中表面上一点的相对速度与小行星的相对速度有很大不同。当它们正面相撞时,小行星会迅速坠落,破坏力会增加。当它们在同一个方向相遇时,陨石进入大气层的速度会慢很多,破坏力自然会降低。

超高速飞行的弹头前方会形成冲击波。

第三,落点角度

科学家认为,通古斯陨石之所以与车里雅宾斯克陨石大小相近,但却能产生巨大的爆炸当量,正是因为车里雅宾斯克陨石与地面的坠落角度约为20°,而通古斯陨石的坠落角度要大得多,约为30° ~ 40°。

在高速坠落的过程中,陨石前方的空气会被剧烈压缩,在其周围产生强烈的爆炸冲击波。冲击波前方的破坏力最强,冲击波中的侧向破坏力会迅速下降。因此,陨石的入射角决定了它的破坏力。同样是直径20米的石陨石,通古斯爆炸当量是车里雅宾斯克陨石的20多倍。

车里雅宾斯克陨石与地面的坠落角度约为20°。

第四,下降位置

车里雅宾斯克是俄罗斯中南部的一个小镇,人口不多。所以车里雅宾斯克陨石虽然有50万吨TNT的爆炸当量,但也只是造成了玻璃破碎和划痕。通古斯大爆炸发生在西伯利亚森林深处。虽然破坏力巨大,但造成的损失却非常小。

如果同样的坠落发生在人口密集的城区,那将是一场巨大的灾难。

通古斯事件是小行星撞击地球引起的陨石坠落事件。之所以能造成巨大的伤害,而且无法发现痕迹,是其成分、下落速度和角度叠加的结果。