阿波羅型小行星 及分子云的 影響
17世紀初，隨著望遠鏡的 問世，伽里略第一次發(fā)現(xiàn)了浩瀚的 銀河系 是由無數(shù)顆星 星 組成的 。到兩百年前，威廉·赫歇耳證實了銀河系 是一個巨大的 扁平圓盤狀恒星 集團，而太陽則是其中的 一員。本世紀初天文學家們進一步認識到包括太陽在內(nèi)的 絕大部分恒星 都在繞著銀河系 中心的 巨大軌道上運行，而恒星 之間發(fā)生相互碰撞甚至接近的 機會都是極為罕見的 。除了恒星 之外，在銀河系 內(nèi)還存在著一些暗星 云，它們是氣體和塵埃的 混合體。最近的 暗星 云離我們約500光年，直徑為65光年。雖然他們比恒星 大得多，但卻極為稀薄。因而從赫歇耳年代以來，天文學家一直認為當太陽帶著它的 家庭在銀河系 里漫游時，根本不用擔心與恒星 或星 云碰上，即使碰上星 云也沒有關系 。盡管每天有數(shù)以千噸計的 隕星 物質(zhì)從天而降，落到地球上來，但它們大都是一些微不足道的 小東西，無須擔心。然而近代的 一些重要發(fā)現(xiàn)也許會使這種"安全感"發(fā)生動搖。
首先，射電天文觀測發(fā)現(xiàn)，上面提到的 暗星 云只不過是一些質(zhì)量很大、溫度甚低的 星 云集合體的 極小部分。它們集中在銀道面內(nèi)一些有相當厚度的 環(huán)狀區(qū)內(nèi)；因此不發(fā)光，所以光學觀測便發(fā)現(xiàn)不了。太陽大約每經(jīng)過1~2億年的 時間就會接近或穿過其最密集部分，在那兒星 云個數(shù)多達5000個，而質(zhì)量約為太陽的 50萬倍。它們是銀河系 內(nèi)最大的 天體，但是在幾年前人們卻不知道它們的 存在。
其次的 發(fā)現(xiàn)得歸功于對太陽系 內(nèi)行星 和衛(wèi)星 上的 隕星 坑的 研究，以及用大視場望遠鏡所進行的 小行星 探索工作。現(xiàn)在人們已知道，地球受到阿波羅型小行星 撞擊的 機會要比以前所認識到的 多得多。這類小行星 的 直徑為1公里左右，它們中間最大的 一些大部分看來并不來自小行星 帶，而更可能是某些甚長周期(106年)彗星 演化的 最終產(chǎn)物。這類彗星 的 軌道是很扁的 橢圓，當它們進入太陽系 內(nèi)圈時就有可能被捕獲，軌道變得很小，周期也縮短到一年左右。
現(xiàn)在我們來看看如何把這兩項發(fā)現(xiàn)聯(lián)系 起來。
分子云的 質(zhì)量十分巨大，因此當太陽系 通過它時會受到云的 引力作用，使行星 有脫離太陽的 趨向，即所謂潮汐效應。不過由于行星 距離太陽要比距離分子云近得多，太陽的 引力效應起支配作用，行星 系 統(tǒng)是不會因此而瓦解的 。但是彗星 的 情況就不一樣了，它們離太陽要比最遠的 行星 到太陽的 距離還遠上100倍。數(shù)以十億計的 彗星 位于奧爾特云內(nèi)，距太陽0.8光年左右。因而每當太陽與星 云接近時，云的 引力會對這些彗星 產(chǎn)生很大的 影響。計算表明一次接近時可能把奧爾特云的 25~90％掃到星 際空間去。通常認為奧爾特云是在大約45億年前從原始太陽系 中分離出去的 。那么由于每1~2億年太陽經(jīng)過星 云密集區(qū)一次，當時的 原始奧爾特云必然被破壞得很厲害，目前存在的 應是原始奧爾特云歷經(jīng)劫數(shù)后的 殘余物。然而事實是，長周期彗星 仍然不斷地從這種極不穩(wěn)定的 區(qū)域中跑出來，因此今天所看到的 奧爾特云是"不久前"為太陽所俘獲的 。
被俘獲的 新的 奧爾特云又從何而來呢？唯一的 來源看來只能是分子云本身?？梢宰C明，如果分子云質(zhì)量（大部分為重元素）的 百分之幾以彗星 形式出現(xiàn)，那么象奧爾特云那樣大尺度的 彗星 族就可以在太陽與分子云第一次接近時就為太陽所俘獲。在大體上平衡的 情況下，彗星 族的 流通是頻繁而又劇烈的 ，每當太陽通過銀河系 旋臂時，這種俘獲事件就會有規(guī)則地發(fā)生。這時行星 際空間就存在大批彗星 ，而地球上就會出現(xiàn)受阿波羅型小行星 轟擊的 事件。
早在分子云發(fā)現(xiàn)之前，人們就認為彗星 的 發(fā)源地——奧爾特云是在大約45億年前從太陽系 的 原始行星 系 統(tǒng)中分離出來的 ，而上述彗星 起源理論則同這種概念截然不同。這兒似乎有一個困難，即分子云密度相當?shù)停跽婵?，而大彗?的 核則可達100公里。那么彗星 又怎樣從星 際云中成長起來呢？這是一個尚未完全解決的 問題，但是現(xiàn)在我們知道彗星 是客觀存在的 ，而對太陽系 這個我們最熟悉的 行星 系 統(tǒng)來說，許多證據(jù)表明構成原始隕星 物質(zhì)的 結(jié)構是具有耐熔顆粒的 雜亂礦脈，其周圍是揮發(fā)性物質(zhì)，而從熾熱的 星 際介質(zhì)冷卻到分子云溫度過程中凝聚而成的 正是這種東西。行星 際塵?？赡芫褪怯蛇@種物質(zhì)失去外層揮發(fā)物后組成的 ，它們也許正是彗星 的 碎片，這樣，就同上述理論聯(lián)系 起來了。很可能在恒星 從旋臂區(qū)產(chǎn)生的 過程中彗星 是一種中間產(chǎn)物。
彗星 或小行星 的 襲擊對地球的 影響
當?shù)厍蚴艿藉缧?或小行星 襲擊時將會出現(xiàn)什么樣的 情景呢？讓我們先來看看以往的 事實，最有名的 當推1908年6月30日早晨發(fā)生在蘇聯(lián)西伯利亞葉尼塞河上游通古斯地區(qū)的 一次大爆炸，即所謂通古斯事件。最近有人認為這次爆炸是由一次彗星 撞擊地球引起，而這顆彗星 又可能是業(yè)已瓦解的 恩克彗星 的 一部分。計算表明，如果彗星 碎片總質(zhì)量為350萬噸，平均密度為每立方厘米0.003克，以每秒40公里的 速度和30°的 入射角進入地球大氣層，那就可以引起通古斯事件那樣規(guī)模的 爆炸。
但太陽穿過或接近分子云時又可能出現(xiàn)什么樣的 結(jié)構呢？如果前述理論成立，那么每經(jīng)過一億年左右，即有大批彗星 天體進入太陽系 的 范圍，其中最大的 彗核直徑超過10公里，撞擊速度可達每秒30公里。要是有這么一顆彗星 到達地球，其后果是不堪設想的 。首先，彗星 進入地球大氣層內(nèi)就會引起巨大的 沖擊波，可以一下子殺死半個地球上的 全部生物。這時，空氣溫度上升到500℃左右。因落地撞擊引起的 陣風，在離撞擊點2000公里處的 風速仍可達每小時2500公里。結(jié)果，整個地球上空將會覆蓋一層厚厚的 塵埃幕布，太陽光線無法穿過它到達地面。這層塵埃云將會延續(xù)好幾個月。另一方面，這顆巨大火流星 中的 一氧化氮會破壞大氣中的 臭氧層，因而在塵埃云最終沉息下來之后，地球表面就會直接受到太陽的 紫外光照射，其強度是致命的 。此外，撞擊時會引起全球性大地震，由此導致的 陸地起伏一般可達10米。
地球表面大部分地區(qū)是海洋，所以彗星 擊中海洋的 可能性也許更大一些，其后果同樣是極其嚴重的 。首先，濺落中心區(qū)部分可能產(chǎn)生高度達幾公里的 巨浪，即使在離中心區(qū)1000公里處，大浪的 高度還可以到達500米。濤濤巨浪最終將進入大陸架并沖上陸地。這時，地核中的 內(nèi)部流動情況受到強烈的 干擾，并影響到地球磁場，而這種磁場擾動時，就可能同各類生命的 大批死亡聯(lián)系 在一起。另一方面，原來支配大陸漂移的 是一種緩慢的 、帶粘滯性的 推進式運動。在彗星 的 猛烈撞擊下，這種運動便會受到極大的 干擾，結(jié)果引起板塊運動。地殼上會出現(xiàn)10~100公里寬的 大裂縫，造山運動十分劇烈，同時引起普遍性的 火山爆發(fā)，地球最后變得面目全非；一旦重新平息下來之時，其生物學和地球物理學環(huán)境已與撞擊發(fā)生之前大不相同了。
根據(jù)上述理論可以作出一項預言，那就是從銀河系 的 時間尺度來看，許多地球物理現(xiàn)象應該是間歇性的 。不僅如此，地球上生命的 大規(guī)模消亡應該與劇烈的 造山運動和大規(guī)?；鹕奖l(fā)同時發(fā)生，而且應當發(fā)生在磁場受干擾的 時期之內(nèi)。實際上不少史實也正說明了這一點。比如：恐龍的 滅亡在時間上與地質(zhì)史上最大規(guī)?；鹕奖l(fā)開始時期相一致，而且在這之前約500萬年出現(xiàn)了延續(xù)時間長達2000萬年的 地磁擾亂。在二迭紀~三迭紀間的 生物大規(guī)模絕滅期內(nèi)，有96％的 海洋生物突然死亡，它同樣也發(fā)生在一場地磁場擾亂期內(nèi)。這些是不能用偶爾一次彗星 對地球的 撞擊所能解釋的 ，而正好同上面有關彗星 對地球大規(guī)模轟擊的 概念相一致。
美國加州大學最近的 研究又從另一側(cè)面證實了上述理論的 預見：進行這項研究的 小組人員在意大利約6500萬年前的 沉積層中發(fā)現(xiàn)了稀有元素銥的 含量高得出奇，后來又在地球上其它幾十個地方發(fā)現(xiàn)了同樣的 現(xiàn)象。要知道，銥在地球上含量極少，可是在小行星 中含量卻很高，因而一種合理的 解釋是在那個時期發(fā)生過一次阿波羅型小行星 轟擊地球的 大災變，而恐龍的 突然、迅速的 消滅也正好發(fā)生在那段時間。
從另一個方面把時間拉近一點來看，目前在阿波羅型小行星 軌道上的 行星 際塵埃、火流星 活動以及流星 群都是十分豐富的 。這些說明了在過去的 幾千年內(nèi)陸球的 上空是極其活躍的 。大約在4~5千年前有一顆大彗星 在穿過地球軌道時瓦解了，而我們今天所觀測到的 隕星 之類的 天體只不過是過去年代那些更大彗星 碎片的 遺跡而已。
科學發(fā)展將是無止境的 。無須在今天為幾千年后可能遭到的 來自天外的 襲擊、或者幾千萬年后可能發(fā)生超大規(guī)模彗星 隕落事件而去杞人憂天。毫無疑問，從自然界中誕生發(fā)展起來的 人類，終將會在世代交替的 無窮過程中找到征服自然的 途徑。而在這一過程中地球發(fā)展史的 彗星 災變說也會最終得到檢驗。
