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陨石坑的肇事者跑哪儿去了?
2017-12-14 10:07 来源:科技日报 
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  身边的天文学

  每年12月7日至17日前后,都是双子座流星雨大戏上演的时候。这些从夜空匆匆划过、让人怦然心动的“天外来客”不过是宇宙尘埃或碎片。

  这样的宇宙尘埃或碎片体积非常小,直径只有一到几毫米,大部分会在地球大气中燃烧殆尽。还有一些,没有在地球大气中燃烧,或没有燃烧完,就会落在地球上,成了微陨石。

  在挪威,人们从房顶上扫一层土,就可以从里面筛出不少宇宙微陨石。据说,每年落在地球上的微陨石有数千吨,甚至更多。

  这些微陨石无法吸引人类注意,主要是因为太小。但是问题来了,那些把月球、火星、水星砸得伤痕累累的个头更大的陨石们,它们去哪里了?为什么陨石坑的照片上,只见坑,不见陨石呢?

  为了揭开陨石坑之谜,科技日报记者采访了中科院国家天文台研究员平劲松,他将带我们去追踪砸出陨石坑的“肇事者”。

  陨石,顾名思义,就是天上掉下来的石头。它们在天上待得好好的,为什么突然掉下来?很多情况跟苹果从树上掉下来的原理一样——万有引力。比如,一块石头本来沿着自己的轨道运行,结果在靠近一个更大的天体的时候,受到吸引并发生轨道偏离,撞了过去。当然,还有一种可能是,这块石头从其他天体撞下来后直接冲着另一个天体撞过去了。

  不管怎么样,一旦撞过去,可能会出现若干种情况。

  第一种情况是,一块陨石撞到了一个小天体。假如这个小天体质量比较小,引力比较弱,那么陨石有可能在小天体上撞个坑,被弹了起来;再撞个坑,又被弹起来。如果陨石弹起来的速度超出了这个小天体的逃逸速度,那么小石头就再次进入宇宙空间,“作案”之后逃之夭夭了。

  这跟人类探测器落到小行星上的情况有点类似。欧洲空间局的“罗塞塔”探测器在降落到彗星67P上时,就是弹了两次才最终落稳。

  第二种情况是,陨石的密度比较高,比如铁陨石,砸到了密度不太高的松软土地上。由于重力加速度的作用,陨石的速度非常快,掉落下来后可能会直接钻进土窟窿。它钻得非常非常深,一块10公分的陨石可能会钻个一两米深的洞。如果不把它挖出来,谁也不知道它藏在哪里。

  第三种情况是,陨石跟砸中的地表硬碰硬。要知道,子弹的速度不过每秒几百米,而陨石的速度可以达到每秒十几公里甚至几十公里,携带着巨大的能量。它撞到行星上后,产生了巨大的冲击力。这种冲击力要么把陨石自己也撞碎并溅射到很远的地方,要么巨大的机械能转化成热能,瞬间形成相当高的温度,把陨石融化甚至气化掉。

  第四种情况是,陨石的尺度非常大,大到几十米、几十公里甚至几千公里,那就更了不得了。巨大的冲击力相当于发生了一次大规模的爆炸,陨石和接触面的表面都会被融化。

  有的甚至冲击力更大。比如,陨石一直从月壳撞到了月幔,月壳和月幔产生了强大的反弹,从陨石坑中央凸起,这就形成了所谓的中央峰。这样的陨石坑也会非常大,几百公里、几千公里都有,在月球上,它们被称为“月海”。你仔细看金星和水星的高清照片,也会发现很多这样的大陨石坑。

  当然,陨石的尺度还可以再大一点。比如火星一样大小的行星撞击地球,那么很有可能把地球撞得乱七八糟,溅射起来的物体飞到外太空,成了地球的卫星。这正是科学家提出的一种月球起源假说——40多亿年前行星撞地球,把月球给撞出来了。

  正是因为上述原因,虽然在陨石坑中看到陨石不是没有可能,但是概率比较低。

  关于陨石坑,还有一个奇怪的现象是,月球上伤痕遍布,而地球上却不多见。按道理,地球年纪更大,体积也更大,被撞出陨石坑的概率应该更高才对。

  其实,地球确实没少被撞。只是在40多亿年前的大撞击时代,地球表面覆盖着大面积的海洋,而且又有大气、水循环、火山喷发和板块运动,即使被陨石砸中,要么砸到海里去,要么经历沧海桑田被弄没了。

  而当时的月球正处于岩浆海逐渐固化的时期,陨石只要砸过去一般都会砸出陨石坑。再加上月球并没有厚厚的大气层和水循环,在干燥的气候下,“作案现场”得以完好保留。来源:科技日报  记者:刘园园

作者:刘园园 编辑:郭瑾  
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