每年12月7日至17日前后,都是雙子座流星雨大戲上演的時候。這些從夜空匆匆劃過、讓人怦然心動的“天外來客”不過是宇宙塵?;蛩槠?。
這樣的宇宙塵?;蛩槠w積非常小,直徑只有一到幾毫米,大部分會在地球大氣中燃燒殆盡。還有一些,沒有在地球大氣中燃燒,或沒有燃燒完,就會落在地球上,成了微隕石。
在挪威,人們從房頂上掃一層土,就可以從里面篩出不少宇宙微隕石。據(jù)說,每年落在地球上的微隕石有數(shù)千噸,甚至更多。
這些微隕石無法吸引人類注意,主要是因為太小。但是問題來了,那些把月球、火星、水星砸得傷痕累累的個頭更大的隕石們,它們?nèi)ツ睦锪耍繛槭裁措E石坑的照片上,只見坑,不見隕石呢?
為了揭開隕石坑之謎,科技日報記者采訪了中科院國家天文臺研究員平勁松,他將帶我們?nèi)プ粉櫾页鲭E石坑的“肇事者”。
隕石,顧名思義,就是天上掉下來的石頭。它們在天上待得好好的,為什么突然掉下來?很多情況跟蘋果從樹上掉下來的原理一樣——萬有引力。比如,一塊石頭本來沿著自己的軌道運行,結(jié)果在靠近一個更大的天體的時候,受到吸引并發(fā)生軌道偏離,撞了過去。當(dāng)然,還有一種可能是,這塊石頭從其他天體撞下來后直接沖著另一個天體撞過去了。
不管怎么樣,一旦撞過去,可能會出現(xiàn)若干種情況。
第一種情況是,一塊隕石撞到了一個小天體。假如這個小天體質(zhì)量比較小,引力比較弱,那么隕石有可能在小天體上撞個坑,被彈了起來;再撞個坑,又被彈起來。如果隕石彈起來的速度超出了這個小天體的逃逸速度,那么小石頭就再次進(jìn)入宇宙空間,“作案”之后逃之夭夭了。
這跟人類探測器落到小行星上的情況有點類似。歐洲空間局的“羅塞塔”探測器在降落到彗星67P上時,就是彈了兩次才最終落穩(wěn)。
第二種情況是,隕石的密度比較高,比如鐵隕石,砸到了密度不太高的松軟土地上。由于重力加速度的作用,隕石的速度非??欤袈湎聛砗罂赡軙苯鱼@進(jìn)土窟窿。它鉆得非常非常深,一塊10公分的隕石可能會鉆個一兩米深的洞。如果不把它挖出來,誰也不知道它藏在哪里。
第三種情況是,隕石跟砸中的地表硬碰硬。要知道,子彈的速度不過每秒幾百米,而隕石的速度可以達(dá)到每秒十幾公里甚至幾十公里,攜帶著巨大的能量。它撞到行星上后,產(chǎn)生了巨大的沖擊力。這種沖擊力要么把隕石自己也撞碎并濺射到很遠(yuǎn)的地方,要么巨大的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱能,瞬間形成相當(dāng)高的溫度,把隕石融化甚至氣化掉。
第四種情況是,隕石的尺度非常大,大到幾十米、幾十公里甚至幾千公里,那就更了不得了。巨大的沖擊力相當(dāng)于發(fā)生了一次大規(guī)模的爆炸,隕石和接觸面的表面都會被融化。
有的甚至沖擊力更大。比如,隕石一直從月殼撞到了月幔,月殼和月幔產(chǎn)生了強(qiáng)大的反彈,從隕石坑中央凸起,這就形成了所謂的中央峰。這樣的隕石坑也會非常大,幾百公里、幾千公里都有,在月球上,它們被稱為“月海”。你仔細(xì)看金星和水星的高清照片,也會發(fā)現(xiàn)很多這樣的大隕石坑。
當(dāng)然,隕石的尺度還可以再大一點。比如火星一樣大小的行星撞擊地球,那么很有可能把地球撞得亂七八糟,濺射起來的物體飛到外太空,成了地球的衛(wèi)星。這正是科學(xué)家提出的一種月球起源假說——40多億年前行星撞地球,把月球給撞出來了。
正是因為上述原因,雖然在隕石坑中看到隕石不是沒有可能,但是概率比較低。
關(guān)于隕石坑,還有一個奇怪的現(xiàn)象是,月球上傷痕遍布,而地球上卻不多見。按道理,地球年紀(jì)更大,體積也更大,被撞出隕石坑的概率應(yīng)該更高才對。
其實,地球確實沒少被撞。只是在40多億年前的大撞擊時代,地球表面覆蓋著大面積的海洋,而且又有大氣、水循環(huán)、火山噴發(fā)和板塊運動,即使被隕石砸中,要么砸到海里去,要么經(jīng)歷滄海桑田被弄沒了。
而當(dāng)時的月球正處于巖漿海逐漸固化的時期,隕石只要砸過去一般都會砸出隕石坑。再加上月球并沒有厚厚的大氣層和水循環(huán),在干燥的氣候下,“作案現(xiàn)場”得以完好保留。