李大光

翻閱人教版高中地理選修（一），我們可以得知：太陽系中的小天體，除較小衛(wèi)星外，還包括小行星、衛(wèi)星、彗星和行星際物質(zhì)。其中，小行星是繞太陽運行、主要由巖石物質(zhì)組成的小天體。歷史上曾光臨地球的小行星數(shù)不勝數(shù)，它們都給地球帶來過什么樣的影響呢？一起來看看吧。

頻頻光顧的小行星

長期以來，人們一直在擔(dān)心宇宙間星體的碰撞會威脅到地球，但直到20世紀(jì)80年代，當(dāng)恐龍滅絕被歸咎于彗星或小行星的撞擊時，這個領(lǐng)域才獲得了科學(xué)界的關(guān)注。目前，澳大利亞工程師邁克爾·潘恩的計算機模擬得出的結(jié)論是，在過去1萬年里，地球被小行星撞擊的次數(shù)約為350次，而到達地球的小行星的平均體積與1908年吞噬通古斯2000平方千米森林的那塊相當(dāng)。他的數(shù)據(jù)模擬計算結(jié)果是根據(jù)什么得出的？近些年來的研究結(jié)果能夠證實他的計算嗎？

天體的體積和撞擊地球的頻率呈逆相關(guān)關(guān)系。直徑約1千米的小行星平均50萬年撞擊地球一次。體積較大的小行星，例如直徑5千米的天體平均大約每1000萬年撞擊地球一次。最近一次撞擊地球的直徑10千米以上的天體是6500萬年前很可能造成了白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕事件的天體。6500萬年前，一顆直徑10千米的小行星撞擊了尤卡坦半島北部，引發(fā)了一場全球風(fēng)暴，接著是寒流，這很可能是導(dǎo)致恐龍滅絕的主要原因。

2019年年初，世界著名天文學(xué)家基本達成共識，他們最近在美國《科學(xué)》雜志上發(fā)表研究報告稱：自從恐龍時代以來，小行星撞擊地球和月球的頻率提高了2～3倍。這一速度的增加始于2.9億年前，很可能與火星和木星軌道之間的小行星帶發(fā)生的某種大型宇宙碰撞同時發(fā)生。其結(jié)果是產(chǎn)生的碎片中的一部分靠近了地球和月球，這導(dǎo)致了小行星撞擊地球頻率的提高。

近代，小行星仍時不常地光臨地球，歷史上對于這類天災(zāi)曾留下過一系列記載。不過隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對小行星的了解逐漸加深，更客觀理性地對它們展開了科學(xué)調(diào)查。

小行星來訪史

1490年，一顆小行星在中國慶陽（現(xiàn)在在甘肅境內(nèi)）上空爆炸，造成大約1萬人死亡。雖然由于資料缺失，真實情況無法準(zhǔn)確確認(rèn)，但這場降落在中國境內(nèi)的流星雨確實發(fā)生過，它可能是已經(jīng)解體的小行星在空中爆炸的結(jié)果。不過，美國國家航空航天局（NASA）噴射推進實驗室的科學(xué)家注意到慶陽流星墜落和1908年的通古斯事件有一些相似，都足以在人口高度稠密區(qū)造成災(zāi)害。

1801年1月1日，意大利數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家朱塞普·皮亞齊（Giuseppe Piazzi，1746—1826）在繪制恒星圖時發(fā)現(xiàn)了第一顆也是最大的矮行星谷神星。這是一顆軌道位于火星和木星之間，直徑583英里（1英里=1.609344千米）、形狀幾乎是球形的小行星。

當(dāng)皮亞齊第一次發(fā)現(xiàn)谷神星時，他以為自己發(fā)現(xiàn)了一顆彗星，但科學(xué)界很快就發(fā)現(xiàn)這是一顆行星。在類似但更小的同類天體被發(fā)現(xiàn)之后，科學(xué)家們開始使用“小行星（asteroid）”一詞來定義這些圍繞太陽和行星旋轉(zhuǎn)的更小的行星。大多數(shù)被發(fā)現(xiàn)的小行星都位于皮亞齊首次發(fā)現(xiàn)谷神星的同一區(qū)域。

1908年，一顆小行星在西伯利亞通古斯河附近的上空爆炸，炸毀了2000平方千米的樹木，造成1000頭馴鹿死亡，但顯然沒有人死亡。因為這個石質(zhì)天體是在大氣中爆炸的，所以沒有留下隕石坑。

1937年，直徑約1千米的小行星赫爾墨斯（Hermes）在約2倍于地月距離遠處與地球擦肩而過。赫爾墨斯雖然比殺死恐龍的類地行星還要小，但它可是一個真正的“殺手”，如果撞擊地球?qū)⒃斐删薮蟮钠茐?，并殺死?shù)百萬人。

1980年，太空觀察項目（Spacewatch）在亞利桑那大學(xué)啟動，這一項目最初目標(biāo)是探索太陽系中各種小天體的數(shù)量，分析小行星和彗星的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以研究太陽系的動態(tài)演化。1998年以后，太空觀察項目主要關(guān)注這些目標(biāo)天體的后續(xù)測量，重點監(jiān)測可能對地球造成危害的天體的位置和運動狀態(tài)。

1980年，物理學(xué)家路易斯·阿爾瓦雷斯和他的團隊認(rèn)為恐龍滅絕應(yīng)歸咎于一次小行星撞擊造成的環(huán)境破壞。他們認(rèn)為，由此產(chǎn)生的全球煤煙和塵埃云使地球冷卻到足以讓恐龍滅絕。當(dāng)時許多科學(xué)家，包括著名的彗星研究者，都認(rèn)為這是一個荒謬的想法。直到尤卡坦半島北部發(fā)現(xiàn)了一個180千米寬的隕石坑，為這一理論提供了證據(jù)。

2000年，美國國家航空航天局的近地小行星跟蹤系統(tǒng)公布了關(guān)于大型小行星在當(dāng)時的新數(shù)據(jù)?！暗侥壳盀橹?，科學(xué)家們認(rèn)為大型近地小行星的數(shù)量在1000到2000顆之間，但事實上真實數(shù)據(jù)可能大大超過這個數(shù)字?！币敶髮W(xué)的戴維·拉比諾維茨（David Rabinowitz）說。

2003年，日本向一顆名為“糸川（Itokawa）”的小行星發(fā)射了隼鳥號（Hayabusa）探測器，大約7年后，它帶著太空巖石樣本返回了地球。這些樣本一直是科學(xué)界非常感興趣的話題，一篇新的研究論文揭示，這些微粒包含著一些物質(zhì)，可以幫助我們了解我們星球的歷史，其中非常重要的一項是：水。我們無法完全確定地球從哪里獲得大量的水資源，但是科學(xué)家提出了很多的理論猜想。其中一種猜測是，地球在形成時期受到小行星的撞擊，而這些小行星恰好含有水冰。不過需要足夠多的撞擊次數(shù)才能將如此多的水輸送到地球上形成海洋，這是對于地球為什么會充滿水的一個很好的猜測。

2018年，日本的隼鳥2號（Hayabusa2）宇宙飛船在小行星“龍宮（Ryugu）”上進行了重要探索。日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)在抵達這塊太空巖石，并經(jīng)過充分計劃后，向其表面發(fā)射了一枚炮彈，以收集其內(nèi)部的樣本。像這種樣本采集模式，難度在于探測器能否安全著陸。

2018年12月底，美國國家航空航天局的深空探測器“奧西里斯-雷克斯（Osiris-Rex）”飛抵目的地小行星的近距離軌道。據(jù)稱，這顆規(guī)模接近摩天大樓的小行星上可能會有有機化合物，并且可能在大約150年內(nèi)與地球相撞。這顆深空探測器于2016年9月發(fā)射，并開始了美國國家航空航天局史無前例的歷時7年的任務(wù)——對小行星本努

（Bennu）進行近距離探測，從其表面采集樣本，并將樣本返回地球進行研究。本努是一顆約1/3英里（1英里=1.609344千米）寬的巖石，形狀像一個巨大的橡子，圍繞太陽運行的距離與地球大致相同，據(jù)悉其富含有機分子，歷史可以追溯到太陽系的早期。

2029年4月15日，一顆小行星將從地球上空掠過。屆時這顆綽號為“阿波菲斯（Apophis）”的小行星距離我們將和一些衛(wèi)星一樣近，距離地球大氣層只有幾千英里。這將使它成為歷史上距離地球最近的小行星之一，對科學(xué)家來說，這是一個極好的機會，可以讓他們盡可能多地了解它。很多小行星總是與地球擦肩而過，但它們通常不會離地球比月球更近。但阿波菲斯達到了，它的直徑超過300米，這意味著它足夠大，當(dāng)它飛過我們身邊時，將可以用肉眼看到。

小行星的來訪曾給地球帶來過許多災(zāi)難，但是在科技飛速發(fā)展的現(xiàn)在也帶來了珍貴的研究資料。相信在未來，我們可以逐步掌握小行星的規(guī)律與奧秘，將危機轉(zhuǎn)換成科學(xué)進步的機遇和力量。

知識鏈接：地球附近的小行星

目前，世界各國的天文學(xué)家研究證實，太陽系中已知的超過60萬個小行星中，有10萬個屬于近地天體（Near-Earth Objects，NEOs），其中一些會在未來與地球某部分相撞。監(jiān)測這些星體是美國國家航空航天局正在進行的空間研究工作中的重要部分。美國國家航空航天局的“近地天體探測器（NEOWISE）”從2013年12月開始工作。這艘宇宙飛船最初是在2009年作為“廣域勘測探測器（WISE）”發(fā)射的，它依靠紅外望遠鏡尋找以前未被探測到的星團和主帶小行星。2011年2月，任務(wù)結(jié)束，飛船進入休眠狀態(tài)。2013年12月，“近地天體探測器”被重新激活，在其剩余的使用壽命內(nèi)被用于測量近地天體（即彗星和小行星）?，F(xiàn)在已經(jīng)將過去的觀察數(shù)據(jù)向公眾開放，其中包括72個以前不為人知的近地天體。