通古斯大爆炸新探

2023-03-01 10:30编译邵峰
大自然探索 2023年1期
关键词:火球陨石小行星

编译 邵峰

1908年6 月30 日上午,巨大火球从俄罗斯通古斯地带升起,随之而来的是猛烈爆炸和震天巨响,爆炸释放的冲击波摧毁了通古斯周围两千多平方千米的森林,这就是著名的“通古斯大爆炸”。

在爆炸发生时,西伯利亚瓦纳瓦拉的一名男子坐在贸易站门前的椅子上。突然间,伴随一声巨响,热浪和冲击波将他从椅子上掀翻在地,他觉得当时浑身仿佛被火焰包裹,难以呼吸。他所在的位置距离通古斯大爆炸中心约64 千米。他回忆说,当时北方的天空裂成了两半,他听见石头从天空掉落下来的声音,大地在颤抖……

据估计,通古斯大爆炸的威力约为广岛原子弹的185 倍,其产生的明显气压变化甚至被远在英国的气象局探测到。爆炸发生的几日后,欧亚大陆多地的夜空中呈现怪异的橙红色(航天飞机返回地球时也会造成类似的现象)。

通古斯大爆炸威力惊天动地

爆炸动静很大,却没留下关键证据

虽然通古斯大爆炸的动静很大,但由于地处偏远,加之当时俄罗斯国事动荡,经济波动,直到爆炸发生的19 年后,圣彼得堡博物馆陨石馆馆长库利克才带队远赴通古斯进行考察。

来到爆炸中心区域的库利克看到,尽管距离大爆炸已经过了近20 年,但大爆炸造成的破坏依然清晰可辨。在爆炸周围区域,他发现了大片呈放射状倒伏的树木(后来估计总数达8000 万棵)。奇怪的是,位于爆炸中心的树木反而直立着,只是树枝和树皮都消失不见,仿佛一根根电线杆兀然竖立。他当时并不知道,只有高速冲击波才能让爆炸中心的树木不倒。在被原子弹轰炸后的日本广岛,人们也发现了这类没有倒下、光秃秃的树木。

经过前后四次前往通古斯地区考察,库利克认为是一颗陨石撞击通古斯地区,引发了大爆炸。但为什么在爆炸中心既没有发现撞击坑,也没有找到陨石碎片?这个问题困扰了库利克和随后百余年中的许多科学家。库利克试图强行解释,他认为通古斯地区的沼泽柔软,可能无法留下撞击坑,陨石碎片或许沉入了沼泽。库利克在自己的论文中写道:我们希望能在地下25 米深的区域找到陨石碎片……但一直没人找到哪怕一块这样的碎片。对于神秘的通古斯大爆炸,一些人甚至提出了天然核裂变反应、正反物质湮灭等奇怪假说。总之,在很长一段时间里,是什么引发了通古斯大爆炸成了一桩悬而未决的谜案。

一般类型的小行星撞击都会留下陨石碎片,但通古斯大爆炸现场附近却没有发现任何碎片

出现转机,可能是陨石

2013 年2 月15 日清晨,俄罗斯车里雅宾斯克州的人们注意到天空中出现了奇怪的、类似飞机尾迹云的云雾。这条云雾的前端不断下落,就在即将触地时,它瞬间爆发出亮度超过太阳的强光,并产生了猛烈爆炸。据目击者回忆:“许多人都看到了一道令人目眩的闪光,四周突然变得明亮起来,亮得可怕。好像这不寻常的白光把所有东西都点燃了。”

车里雅宾斯克小行星碎片

几分钟后,不少地区被爆炸产生的冲击波殃及,爆炸中心周围方圆数千米内,无数树木被冲击波掀倒在地,建筑物的玻璃被震碎,不少工厂的墙面和屋顶遭到破坏,1000 多人受伤。引发这次大爆炸的这颗陨石的直径约为17 米,质量约为1.1 万吨。它以6.4 万千米/时的超高速度穿过地球大气,并在距离地面19~24 千米的高空炸裂。爆炸产生的低频轰鸣声环绕地球传播了两圈。

2013 年车里雅宾斯克陨石爆炸事件,被众多行车记录仪和监控摄像头记录了下来。行车记录仪记录下了陨石火球的轨迹和亮度,而固定的监控摄像头则提供了位置信息。美国宇航局通过长期观测,发现了约1.3 万颗运行轨道接近地球的天体,其中1607 颗被列为“具有潜在威胁的小行星”,也就是可能会坠落地球。2013 年,科学家从通古斯地区的泥炭样本中发现了一些由陨石冲击形成的微型样本,由此,科学家更加确信酿成通古斯大爆炸的罪魁祸首就是一颗陨石。

车里雅宾斯克小行星在天空留下的尾迹

可能只是打了个水漂

2020 年,科学家使用当时最新的成像和光谱技术,在通古斯爆炸地区的泥土中发现了朗斯代尔石(六方金刚石),它是一种六方晶系的金刚石,属于碳同素异形体的一种。一些碳质小行星中含有石墨,如果小行星恰好撞击地球等行星,其过程中产生的高温高压就会改变石墨的结构,形成朗斯代尔石。朗斯代尔石最早于1967 年在美国亚利桑那州的巴林杰陨石坑中被发现。

在关键证据的佐证下,科学家认为,通古斯大爆炸无疑是由陨石撞击造成的。但为什么如此猛烈的撞击没有在地面留下任何撞击坑,也没有留下陨石碎片呢?1972 年发生在美国的一桩怪事为科学家提了个醒。

1972 年8 月10 日,在美国和加拿大的许多地区,人们纷纷看到天空中划过一个燃烧的大火球。这个火球很明显是一颗陨石,但奇怪的是,火球在高空突然变向,向更高空飞去,最后消失在天边。根据当时记录下的影像资料,科学家分析出这颗陨石在下落至距离地面58 千米处时改变轨道,再次回到太空。这类偶尔在地球大气层上“打水漂”的天体被称为“掠地小行星”。

有没有可能,造成通古斯大爆炸的陨石被爆炸产生的冲击波反弹回了太空?

2020 年,英国皇家天文学会在评审了一篇关于通古斯大爆炸原因的论文后认为,引发通古斯大爆炸的可能也是一颗掠地小行星,之所以无法在地面发现撞击坑,是因为这颗小行星根本没有抵达地面,它在高空猛烈爆炸后,又被爆炸产生的冲击波重新弹回了太空,绝大多数碎片在爆炸中燃烧殆尽,这就能解释为什么地面上没有撞击坑和碎片,而仅有微量的冲击样本。

据估计,这颗掠地小行星是一颗直径约200 米的铁质陨石,它以70 多倍音速的速度冲入地球大气层,入射角约为11°,并在距离地面10 千米的高空产生了通古斯大爆炸,并返回太空。

“打水漂理论”虽然看似脑洞大开,但背后的科学论证十分严密。在诸多关于通古斯大爆炸的理论中,“打水漂理论”就算不是真相,或许也是目前最接近真相的一种解释。

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