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        詳解小行星武器的威力

        2014-01-06 01:48:02吳國興
        太空探索 2014年8期
        關鍵詞:海嘯小行星沖擊波

        □ 吳國興

        受小行星沖擊后的城市

        近地小行星作為一種太空武器其威力到底有多大,這是人們普遍關心的問題。小行星武器屬于動能武器的范疇,因為它在轟擊地面目標的時候會產生大量的動能,大量的動能主要以沖擊波的形式表現從來,其次是熱輻射、巨石塊、電磁效應和繼發(fā)效應等。

        產生動能的多少取決于小行星的直徑、飛行速度和小行星的密度。用公式表示:

        動能量=6.256x10-8x(直徑)3x(速度)2x(密度)

        公式中的動能量用兆噸表示,直徑用米表示,相對于地球的速度用千米/秒表示,密度用克/立方厘米表示。

        沖擊波

        小行星在轟擊過程中會接觸到三種介質:空氣、陸地和海洋,因此沖擊波也分三種:在空氣中的沖擊波稱為空氣沖擊波;小行星直接沖擊地面可形成強烈地震;在海洋中的沖擊波稱為水壓縮波。水壓縮波在靠近海岸線時會導致海嘯的形成。根據理論估計,一顆直徑為1千米的小行星,沖擊爆炸后釋放出的能量是6 × 104兆噸,可引發(fā)里氏9.4級地震;而一顆直徑為10千米的小行星,沖擊爆炸后釋放出的能量是6 × 107兆噸,可引發(fā)里氏12.4級地震。至今地球上有記錄的最強地震僅是里氏8.9級。

        小行星沖擊海洋會形成海嘯。海嘯的高度與沖擊點的距離成反比。例如一顆直徑為1千米的小行星,沖擊海洋后在距離沖擊點300千米處的海嘯高度為42米,1000千米處為18米,10000千米處為3米。而一顆直徑為10千米的小行星,沖擊海洋后在距離沖擊點300千米處的海嘯高度為1.3千米,1000千米處為540米,10000千米處為100米。因此,一顆直徑為10千米的小行星,如果沖擊到太平洋,無論沖擊位置位于何處,整個太平洋沿岸都會形成大海嘯。

        熱輻射

        熱輻射的形式主要是全球火暴和強烈的閃光。打個形象的比喻,全球火暴就好像是將地球放進一個巨大的火爐里面去燒烤,地球變成了“火球”??茖W家認為,小行星撞擊地球后會產生紅外線“熱脈沖”,形成50000℃以上的高溫。這時地面成火海,所有物體都被燒焦,地球上80%的物種滅絕,可能只有海洋中和地下的一部分生物有望存活。熱輻射還會產生一種非常強烈的紫外線閃光。這種閃光比太陽還要亮很多倍,不過僅持續(xù)幾秒鐘。這種閃光可傷害人體的眼睛和皮膚,可以致盲和皮膚嚴重燒傷。

        巨石塊和氣溶膠

        大的小行星沖擊地面可形成隕石坑,隕石坑的直徑是小行星直徑的20倍。也就是說,一顆1千米直徑的小行星,可形成一個20千米直徑的巨坑;而一顆10千米直徑的小行星,可形成150千米直徑的巨坑。與此同時大量的石塊和泥土被拋向空中,甚至到達大氣層之外。這些石塊和泥土可遮蔽住太陽、月亮和星星,使天空一片漆黑,大地仿佛又進入黑夜。這種情況可持續(xù)幾個小時至幾天。

        被拋向空中的比較小一些的石塊和泥土可以蒸發(fā),然后迅速冷卻和凝結,形成1毫米直徑的小霧滴,這就是氣溶膠。

        電磁輻射效應

        電磁輻射對人體一般沒有直接傷害,但可以嚴重干擾和影響計算機、網絡系統和通信系統。

        繼發(fā)效應

        繼發(fā)效應包括大面積火災、海嘯、火山噴發(fā)、熔巖流、水下滑坡、核冬天、酸雨、平流層效應、氧耗盡、地球磁極逆轉、氣候巨變、饑餓和瘟疫等。

        大海嘯

        大面積火災

        65萬年前造成恐龍滅絕的小行星撞擊事件就形成了全球火暴。但直徑比較小的一些小行星的沖擊只能造成大面積的火災?;馂膮^(qū)域的溫度可上升到8000℃至30000℃。

        海嘯,火山噴發(fā)和熔巖流

        小行星如果沖擊海洋,不僅引發(fā)海嘯,而且還可引發(fā)二次海嘯。二次海嘯也有很大的破壞性。

        一顆大的小行星在沖擊海洋時,可以擊穿比較薄的海底地殼,進入下方的熔融地幔。這時不僅在沖擊部位造成災難,而且在與沖擊點相對的地球另一邊地殼也被擊碎,形成一個出口,產生地幔柱火山噴發(fā),同時伴隨大量熔巖流,進而導致長期的全球生態(tài)破壞。

        灰塵與沖擊冬天

        科學家推測,一顆大的小行星對地球的沖擊可產生大量灰塵,灰塵的厚度從地面一直延伸到平流層,整個地球表面被這厚厚的一層灰塵完全籠罩著。因此太陽光無法到達地面,地面一片漆黑。這將使地球進入一個持續(xù)幾個月甚至幾年的黑暗時期。在沒有陽光的情況下,地球表面的太陽能加熱會停止下來,這可能使地面的氣溫下降39°C,導致所謂的“沖擊冬天”。這種“沖擊冬天”類似于大型核武器爆炸后引起的“核冬天”。

        大地震

        小行星沖擊地球

        氧氣耗盡

        在大的小行星撞擊地球事件中,由于地殼被擊穿,觸發(fā)大規(guī)模的地幔柱火山噴發(fā),從而導致大氣中氧含量的急劇下降。這就是歷史上兩次大的滅絕事件中氧含量耗盡的原因。

        酸雨

        小行星沖擊引發(fā)的大面積火災和火山噴發(fā)會產生大量有害和有毒氣體,其中包括二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、硫化氫、氯化氫和氟化氫。當這些氣體與空氣中的水分結合時,就會形成強烈的酸雨。

        地磁極反轉

        如果是一顆巨大的小行星撞擊,可能會改變地球的磁極,產生的磁極反轉。磁極反轉又會導致地磁場的減弱或消失。如果地磁場減弱或消失,從宇宙來的宇宙輻射中的帶電粒子就可直接到達地面,危害人體。

        黑雨、饑荒和瘟疫

        一顆大的小行星撞擊之后,可能會發(fā)生稱為“黑雨”的極端天氣現象。這種雨水很黑、很粘,是沖擊產生的灰塵和泥土與雨水混合而成。

        小行星撞擊還可能產生全球性的饑荒和瘟疫。

        大風暴

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