通古斯大爆炸,谁是真元凶

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  2013年2月15日,在俄罗斯车里雅宾斯克地区,很多人看到一个大火球从早晨的天幕中划过。几秒钟后,它爆炸了,导致1200多人受伤。事后人们得知,那次爆炸释放的能量相当于40万吨TNT炸药,其威力相当于广岛原子弹的30多倍。更为重要的是,虽然规模远不能比拟,但车里雅宾斯克爆炸与发生在通古斯的爆炸惊人地相似,它能帮助我们破解通古斯大爆炸之谜吗?
  百年前的大爆炸
  通古斯大爆炸发生在1908年6月30日,那是一个宁静的星期二,据说当时的情景是:一个巨大的火球发着隆隆巨响划过天空,爆炸声响彻布满沼泽的森林上空。一个目击者这样描述说:“森林北方天空大火熊熊,我听到一声巨响和震耳欲聋的爆裂声,这爆裂声是跟随着另一种声音传来的,那声音像发自天边落下的巨石,又像枪炮的轰鸣。大地震动起来了。”据称当地的一列火车曾停了下来,允许乘客下车一探究竟。然而,人们无法靠近那陨石,因为它太热了……后来,待它凉下来后,才有人检查了它。根据这些人的描述,那陨石完全埋进了地里,只有顶端看得到,它是一块“发白的石头”。
  根据当年《泰晤士报》的报道,爆炸的当晚,许多欧洲国家出现了“白夜”现象,人们夜晚不用灯光就能阅读报纸。这种现象是由爆炸产生的尘埃引起的,进入高层大气中的尘埃对阳光的散射产生了亮光,使夜空变得十分明亮。
  层出不穷的猜测
  遗憾的是,科学家并没有在爆炸后立即赶往爆炸地点,直到1921年和1927年,圣彼得堡博物馆的陨石专家列昂尼德·库利克才先后两次尝试进入爆炸区。第二次,他和他的考察队终于首次成功深入到了爆炸的中心位置。库利克试图寻找撞击形成的陨石坑和陨石的残骸以证明爆炸来自于小行星或彗星撞击这一观点。然而奇怪的是,这两样东西并没有出现,而眼前的情景则让库利克深感惊讶,他看到爆炸区中的树木都倒伏在地,树梢都指向远离爆心的方向,逆着树木倒伏的方向就能很容易地找到爆炸的正中心,而正中心的许多树木则是直立的,只是树枝和树皮被强烈的冲击波剥掉了。
  没有找到陨石和陨石坑,加之爆炸区中奇怪的场景引发了人们层出不穷的猜想。20世纪40~60年代,一些科学家认为,那个撞击地球的物体很有可能是一块反物质陨石或者反物质彗星的残骸。1965年,美
  国科学家发表文章说,当一块反物质陨石冲进大气层后,它会同大气层中的正物质发生湮灭从而引发爆炸。1973年,美国两位科学家提出通古斯大爆炸很可能是由微型黑洞天体造成的。除此之外,还有五花八门的其他猜测,如外星人核动力飞船失事、热核爆炸等等。
  来自天外的撞击
  2008年,美国行星科学研究所的科学家娜塔莎·阿特米耶娃使用计算机模拟的方式模拟一个来自空中的爆炸是否能造成在通古斯看到的那种破坏。结果显示,假若那种爆炸来自一个直径40米的物体,爆炸产生的冲击波便能击到森林中的树木,使它们构成一种奇特的蝶形图案。无独有偶,俄罗斯物理学家爱德华·德罗彼什夫斯基也提出了一种观点。他说,当时有一颗彗星从地球旁边掠过,在它经过地球高层大气时,其上的一团物质离开彗星落向了地球。由于这团物质富含过氧化氢,它进入地球大气层后被加热,其中的化学物质便发生了爆炸。爆炸仅仅生成了水和氧气,因而没有在地球上留下任何残骸,而那颗掠过地球的彗星母体又重新回到了太空。这位科学家还声称,他已经找到了那颗当年掠过地球的彗星,它是2005NB56,于1908年6月27日左右从月球轨道的外面经过。从时间和方向上看,确实与当年的爆炸很是吻合。
  与此同时,人们也依然在执着地寻找着陨石和陨石坑。意大利科学家声称,位于通古斯爆炸中心以南约8千米处的契科湖就是一个陨石坑。可是,当地人老早就知道那里存在着这个湖了,并不能证明湖是1908年的那次事件造成的。
  然而,人们在相当于1908年的沼泽地层中发现了含量很高的铱,其含量比一般土壤高出50倍。在地球上,铱这种元素非常稀少,只有天外来物能带来丰富的铱,科学家因此把它作为太空天体撞击地球的一个重要证据。在发现铱的基础上,俄罗斯科学家还宣称,他们对通古斯地区的地层进行研究后发现,这个地方的土壤曾受过高浓度酸雨的冲刷。他们认为,高浓度酸雨是大爆炸引发的。爆炸发生后,通古斯上空大约笼罩着不下20万吨氮气,而爆炸又使温度上升到了2200℃~2700℃,在如此高的温度下,氧气和氮气发生反应生成了大量的氮氧化物,这些氮氧化物遇到大气中的水蒸汽后就形成了酸雨。
  这些新发现似乎使科学家们有了一个共识,那就是通古斯爆炸来自于天外的撞击,不管这个撞击的物体是小行星还是彗星。在这一点上,大家的认识渐渐地趋向一致了。
  对通古斯大爆炸的再认识
  彗星撞击说是20世纪40年代由美国物理学家哈洛·沙普利提出的,因为彗星主要由冰和气体构成,其特点是结构松散,密度低且容易蒸发。假若是一颗彗星进入了大气层,它就有可能在空中解体并迅速蒸发。支持这一观点的科学家认为,这颗彗星进入大气层的速
  度达到每小时4万千米,由于和大气层的摩擦产生了高温,从而引发了炽热气体的大爆炸,彗星在大爆炸中迅速蒸发了,所以地面上没有形成撞击留下的陨石坑。
  然而,小行星就不会产生剧烈的空中爆炸吗?这种看法被车里雅宾斯克事件断然地否定了。人们在车里雅宾斯克事件后很快找到了来自爆炸的陨石碎片。分析表明,这次爆炸是一颗石质小行星造成的,它在距地面20千米至25千米高的地方爆炸了。
  车里雅宾斯克事件有助于人们对通古斯大爆炸的重新认识。科学家们认为,把车里雅宾斯克事件的有关数据输入到先前用来模拟通古斯大爆炸的模型中,就可以对通古斯事件做进一步精确的研究。而根据目前的推测,通古斯大爆炸也有可能同样来自于一颗小行星的爆炸。
  研究显示,小行星中的含铁量与它们进入大气层后是否会幸存下来有着密切的关系。假若小行星中含有大量的铁,它们便能在穿越大气层的旅行中幸存下来,它们也可能出现破碎,但大块的个体依然可以呈现在人们面前。然而,有些小行星是石质的,结构比较松散,如落在车里雅宾斯克的陨石就被认定为是一种松散的普通球粒陨石,它只含有10%的陨铁。
  当一颗石质陨星以超音速穿越大气层时,其产生的热量会烧掉陨星上的物质,陨星处在一种高超声速激波的状态中,这会使它在抵达地面前发生爆炸。人们在车里雅宾斯克看到了这种情形,而根据目击者曾经的描述,这种情形显然在通古斯也发生过。
  尽管人们现在还没有认定通古斯爆炸的元凶究竟是小行星还是彗星,但小行星的可能性因为车里雅宾斯克事件的发生而提高了,这使得人们在破解通古斯爆炸之谜的探索中又迈进了一步。
  通常,小行星和彗星分别“住”在不同的地方,小行星来自于火星和木星之间的“小行星带”,而彗星则来自遥远的太阳系边缘。一般情况下,彗星的运行速度比小行星快,它们还更难预测,因为它们的行踪很不确定,绕太阳一周往往要数十年,甚至数百年。结果是,与地球处于相交轨道的彗星会突然从黑暗中出现,令我们猝不及防。
  最后一个问题是,如果通古斯大爆炸确实由一颗小行星引起,那么这么大一块太空岩石发生爆炸后怎么会没有留下任何痕迹呢?科学家们解释说,这就是通古斯事件给人们留下的一个教训。通古斯大爆炸后,第一次科学考察发生在几乎20年以后,然而陨石会随着时间的推移发生改变,它们会风化,会被覆盖,所以,除非人们收集了很多样本,并在实验室中对每件样本进行仔细的分析,否则根本不可能有任何发现。
  【责任编辑】庞 云
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