1908年6月30日早晨,位于俄羅斯西伯利亞地區(qū)貝加爾湖西北的通古斯河,耀眼的藍(lán)色光芒劃破天際,幾聲巨響過后,2150平方公里內(nèi)的原始森林被夷為平地,超過80萬株大樹被摧毀,好在這個地區(qū)人煙稀少,事件只造成3人傷亡,這就是著名的通古斯大爆炸事件。111年過去了,引起大爆炸的原因依然是許多人爭論的話題。
通古斯森林倒伏的樹木
一百多年來,與通古斯事件相關(guān)的學(xué)術(shù)論文多達(dá)1000余篇,對于其原因的分析也是千奇百怪說啥的都有。根據(jù)事后的計算,通古斯大爆炸相當(dāng)于1000~3000萬噸TNT爆炸當(dāng)量造成的破壞,這大約是廣島原子彈的1000倍,也相當(dāng)于美國和前蘇聯(lián)所制造最大氫彈的爆炸威力。要知道,在1908年沒有人知道核炸彈這種東西,通古斯也沒有檢測到核輻射。
核爆炸
通古斯事件因何而起?調(diào)查人員首先找到了附近村莊的原住民和俄羅斯移民了解情況。通過對眾多目擊者描述的綜合分析,大致得到以下的過程:早上7點17分左右,晴朗的天空中首先出現(xiàn)一道刺眼的光芒,它在天空移動,幾乎與太陽一樣明亮。緊接著類似火炮爆炸的聲音從東方傳過來,沖擊波將人們擊倒,有些人被扔出好幾米遠(yuǎn)。天空似乎被火覆蓋,人們感覺到強烈的熱風(fēng)吹襲,幾乎令人無法忍受,衣服仿佛要被點著一樣。天空中巨大的火球一個接著一個,伴隨著巨大的爆炸聲向北方而去,森林被成片擊倒,樹頂折斷,門窗破碎,有些木屋被摧垮。當(dāng)遠(yuǎn)處爆炸聲響起時,整個地面都在劇烈震動,房屋搖晃。
小行星襲擊地球
通過俄羅斯探險隊的調(diào)查結(jié)果以及當(dāng)時俄羅斯媒體的報道情況,我們可以了解到這應(yīng)該是一起典型的隕石墜落事件。但奇怪的是在通古斯爆炸的核心區(qū)域,人們并沒有發(fā)現(xiàn)隕石坑,也沒有找到巨大的隕石或稍小的隕石碎片。大家能看到的只有成片倒伏的樹木,有些樹干甚至被完全擊碎。這也是后來關(guān)于通古斯大爆炸出現(xiàn)眾多解釋版本的原因之一。
撞擊坑的形成
2013年2月15日,幾乎所有天文學(xué)家都將目光聚焦在一顆編號為2012 DA14的小行星上,這顆20×40米大小的小行星正以極快的速度從距離地球2.7萬公里的空中掠過,這個高度比許多人造衛(wèi)星的軌道還低,因此足以引起西方科學(xué)家的重視,美國的戈德斯通天文臺拍下了這顆小行星的雷達(dá)圖像。
就在同一天,另一顆正在接近地球的小行星卻被忽略掉了,它由東南向西偏北在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克附近劃破天空,并墜毀在地面。這顆小行星的直徑大約也在20米左右,18.6公里/秒的速度產(chǎn)生超過2000℃的高溫,使這顆石隕石無法承受巨大的壓力,它在距離地面大約23.3公里處開始崩潰解體,由此產(chǎn)生巨大的爆炸沖擊波毀壞了沿途房屋的門窗,玻璃碎片造成2000多人受傷。
車?yán)镅刨e斯克隕石墜落地圖
事后科學(xué)家們根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)計算,推斷車?yán)镅刨e斯克隕石的直徑約為18米,進(jìn)入大氣層前的質(zhì)量約為1.1萬噸,它的爆炸威力相當(dāng)于一顆50萬噸TNT原子彈的爆炸當(dāng)量,這成為近年來人類觀測到的破壞力最大的一次隕石墜落事件。
值得注意的是,在車?yán)镅刨e斯克隕石墜落事件發(fā)生后,人們并沒有發(fā)現(xiàn)巨大的隕石碎片,也沒有在地面找到任何隕石坑,由于當(dāng)?shù)厝丝谙∩伲谛迯?fù)門窗之后,一切都恢復(fù)平靜。天文學(xué)家和隕石愛好者們只在Chebarkul湖面上一個破碎的冰洞附近找到少許指甲蓋大小的隕石碎屑。
車?yán)镅刨e斯克隕石碎屑
同樣是20米左右大小,5萬年前另一顆降落在美國亞利桑那州沙漠中的隕石造成的破壞則完全不同,它在地面硬是砸出了一個直徑達(dá)1.18公里、深達(dá)170米的大坑。科學(xué)家們經(jīng)過計算機建模得出的結(jié)論是,這是一顆鐵隕石以12.8公里/秒的速度撞擊地面,由此產(chǎn)生1000萬噸TNT當(dāng)量的爆炸造成的大坑。
亞利桑那州巨大的隕石坑
通古斯爆炸如果也是小行星襲擊地球,這顆小行星會有多大?它的直徑也是20米左右,并且種種跡象表明它與車?yán)镅刨e斯克隕石一樣,都是石隕石。
為什么同樣是石隕石,同樣都是20米直徑大小,車?yán)镅刨e斯克隕石的爆炸當(dāng)量是50萬噸TNT,通古斯爆炸的爆炸當(dāng)量則高達(dá)1000萬噸以上,但它卻沒有造成亞利桑那州同樣的隕石坑?這一直困擾人們許多年的疑問。對這些疑問的解釋是:隕石墜落所造成的破壞,與它的成分、速度、墜落角度以及墜落的位置都有關(guān)系。
一、成分:
太空中的小行星通常分為鐵隕石、石隕石和鐵石隕石三類。鐵隕石堅硬、密度大,它在與大氣層的強烈摩擦下不容易分解破碎,因此它通常是整塊地墜落到地面,對地表產(chǎn)生的破壞力巨大,因此會造成很大的隕石坑。
一塊巨大的隕鐵
而石隕石是由許多很小的礦物質(zhì)顆粒物在太空中聚集而成,當(dāng)它們高速進(jìn)入到大氣層時,強烈的摩擦力會使其產(chǎn)生高溫,隕石會在高溫高壓下崩解爆炸,由此會在半空中形成沖擊波。但在隕石碎片落到地前,許多都已經(jīng)被燒蝕殆盡,變成難以尋找的細(xì)小顆粒。因此,石隕石相對于鐵隕石不容易在地面造成撞擊坑。
有人認(rèn)為造成通古斯爆炸的是彗星殘片而非小行星隕石,后來的實地調(diào)查證據(jù)推翻了這一觀點??茖W(xué)家們在廣大地區(qū)倒伏的樹木殘骸上找到了大量細(xì)小的隕石微粒,這證明爆炸是由小行星造成的,只不過時間上與恩克彗星相遇事件比較接近罷了。
二、速度
地球存在自轉(zhuǎn)角速度,地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)也有一個向前的速度,當(dāng)這兩個速度相疊加,地表某一個點在空間中與遭遇小行星的相對速度差異非常大。當(dāng)二者迎頭相撞時,小行星的墜落速度很快,其破壞力隨之增大,而當(dāng)二者同向遭遇時,隕石進(jìn)入大氣層的速度則要小得多,其破壞力自然也隨之減小。
超高速飛行的彈頭前方會形成沖擊激波
三、墜落角度
科學(xué)家們認(rèn)為,之所以通古斯隕石與車?yán)镅刨e斯克隕石的大小相仿,卻能擁有巨大的爆炸當(dāng)量,恰恰是因為車?yán)镅刨e斯克隕石墜落的角度與地面呈20°左右的夾角,而通古斯隕石的墜落角度則要大得多,大約在30°~40°之間。
隕石在高速墜落的過程中,它的前方會劇烈壓縮空氣,由此在其周圍產(chǎn)生強烈的爆炸沖擊波,沖擊波前方的破壞力最強,而在激波的側(cè)向破壞力會迅速降低。因此隕石入射角度的大小決定了其破壞力的大小,同樣是直徑20米的石隕石,通古斯爆炸的當(dāng)量是車?yán)镅刨e斯克隕石的20倍以上。
車?yán)镅刨e斯克隕石墜落的角度與地面呈20°左右的夾角
四、墜落位置
車?yán)镅刨e斯克是俄羅斯中南部的一座小城,人口不多,因此車?yán)镅刨e斯克隕石盡管擁有50萬噸TNT的爆炸當(dāng)量,它也僅造成了玻璃破碎,人員劃傷。通古斯爆炸更是發(fā)生在西伯利亞森林的深處,盡管破壞力巨大,造成的損失卻很小。
如果同樣的墜落事件發(fā)生在人口密集的城市地區(qū),這將是一次巨大的劫難。
通古斯事件是一次由小行星撞擊地球引發(fā)的隕石墜落事件,它之所以能造成巨大的破壞又無從找尋痕跡,是因為它的成分、墜落速度和角度等因素疊加作用的結(jié)果。
小行星是地球最大的威脅
在111年前,一顆由許多碎石聚集而成的巨大小行星偶然進(jìn)入了地球軌道,它以65000公里/小時的速度進(jìn)入大氣層并與空氣劇烈摩擦,燃燒產(chǎn)生了數(shù)千度的高溫并發(fā)出耀眼的光芒。小行星在大氣中超音速飛行,它的強大激波橫掃沿途的村莊,最后在通古斯河上空幾千米的地方爆炸解體化為灰燼,而爆炸產(chǎn)生的沖擊波與一枚千萬噸級的氫彈一樣摧毀了周圍2150平方公里以內(nèi)的所有森林,同時為后人留下無數(shù)謎團。