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“天外飞石”不稀罕 体积大的很少见

2013年02月20日01:26    来源:科技日报    手机看新闻

  ▲陨石是太阳系内的小天体,这些小天体弥散在整个太阳系空间,体积大的主要集中在火星和木星的轨道之间。

  图为吉林1号陨石。1976年3月8日陨落于我国吉林市郊,重1770千克,是世界上已知最重的石陨石,标尺为30厘米。

  ■将新闻进行到底

  文·本报记者 陈 萌

  “陪你去看流星雨落在这地球上,让你的泪落在我肩膀”,一起看流星雨的确是件很浪漫的事,但是一起看陨石雨恐怕就没有浪漫可言了。

  近日,陨石雨忽然袭击俄罗斯,坠落的陨石碎片落入乌拉尔地区车里雅宾斯克州内。由于陨石坠落已造成1000多人受伤,其中包括200多名儿童,车里雅宾斯克地区共有近300栋房屋窗户破损,400余座房屋天然气供应中断,据估计财产损失约为4亿卢布。

  陨石降落时,人们只见一个巨大的物体划过天空,一阵火团爆炸巨响过后,空中出现一道极长的白烟龙,地面汽车的防盗铃声此起彼伏。目击者描述说连续几次剧烈的爆炸使大楼摇晃起来,玻璃碎了一地。

  大气摩擦 大体积小天体爆裂形成陨石雨

  早在3000多年前,我国就有关于流星和陨石的记载,而且很早就对陨石有着正确的科学见解。如《史记·天官书》中说:“星坠至地,则石也。”

  中科院国家天文台研究员李竞说,陨石是太阳系内的小天体,这些小天体弥散在整个太阳系空间,体积大的主要集中在火星和木星的轨道之间,天文学家将这个区域称作小行星带。小行星带的小天体由于受外力影响,特别是木星引力影响,在某些条件下,会改变其运行轨道——由原来围绕太阳运行的圆形轨道变成椭圆轨道。这种轨道形状的改变,使其极有可能运行到地球轨道附近,一些小天体在接近地球时,受地球引力摄动会进入大气层。

  由于小天体的运行速度每秒超过20千米,比火箭还快,因此这样快的速度就会与地球大气发生剧烈的撞击、磨擦,使得小天体生热、燃烧、发光,大多数小天体在距离地面100多公里的高空开始燃烧,有些体积小的小天体在离地面几十公里处已烧成灰烬,成为尘埃飘浮在大气中并最终落到地面。少数体积大的小天体不会完全燃烧殆尽,会以一种石体的形式落在地球表面,“我们把这样的石体称作陨石,或者严格来说应该叫做陨星。”

  陨石根据其内部的铁镍金属含量高低通常分为三大类:石陨石、铁陨石、石铁陨石。石陨石中的铁镍金属含量小于30%;石铁陨石的铁镍金属含量在30%至65%之间;铁陨石的铁镍金属含量大于95%。

  每年陨落到地球上的陨石很多,但大多数体积很小,而且大都落到海洋和人迹罕至的地方,很难发现。但是有时,较大的小天体在陨落过程中,由于受到高温、高压气流的冲击,会在半空发生爆裂,分裂成许多小块一齐落下,宛如暴雨、冰雹一般散落地面,这种现象便是陨石雨。

  车里雅宾斯克州的一名记者在回忆陨石雨当天的状况时说:“我当时正坐在家中,在电脑上打字,忽然看到一道巨大的亮光。起初我以为是临近地区发生了什么,但一分钟之后听到了爆炸声。许多人家窗户碎了,街上到处是玻璃。”

  一位住大楼19层的居民报告说他感觉到了爆炸的冲击波。还有一位目击者说,社区里到处是汽车警报声和玻璃碎掉的声音,网络和手机信号也暂时中断了。

  李竞指出,小天体在裂碎时会发出爆炸的声音,且爆炸产生的冲击波能量相当大。他举例说,1908年,同样是一个小天体坠入俄罗斯境内,但这个小天体不像此次是在空中裂碎了,而是整个燃烧殆尽,尽管没有石体但是由于是高速进入地球大气,冲击波的巨大能量依然把地面砸出一个大坑。

  无需恐慌 大直径小天体袭击地球概率小

  据俄罗斯《消息报》网站报道,俄罗斯国防部表示他们在陨石雨发生的前几天已收到有关坠落陨石的信息,但当时专家认为这颗陨石会在坠落地球前燃烧殆尽,因此没有发出警报。

  事实上,目前全世界各国都在加强对小天体的监测,特别是对近地小天体的监测,一旦发现某些小天体的运行轨道接近地球,存在撞击地球的可能性时,就会对它们实行重点监测。李竞表示,如果小天体的体积非常大,在还没有进入地球轨道之前是能够观测到的,但如果小天体直径小于1公里,依靠现有的技术恐怕还很难观测到。

  俄罗斯专家也认为,人类追踪观测类星体的系统还不发达,应尽快建立天体坠落预警系统,以避免发生类似灾难。“俄罗斯之声”广播电台称,人类暂时还没有学会预防陨石坠落地球。在不同国家,其中也包括俄罗斯,建有追踪观测类星体的系统,但它们暂时还不够发达。俄罗斯科学院天文学研究所的研究室主任马尔科夫表示:“这是相当严重的问题。在联合国里,有负责这个课题的工作组,它已经工作5年了。在美国,正在建造进行这种观测的专门望远镜。但是我们的美国同事也没有发出警告,我怀疑,他们自己也没有注意到这个陨石正在朝着地球接近。”

  “虽然体积较小的小天体容易成为‘漏网之鱼’,但是由于这样的小天体直径只有几十米,因此只会造成局部性灾害,不会造成洲际性灾难,更不会造成全球性灾难。”李竞说,像此次袭击俄罗斯的直径几十米的小天体坠落地球是比较罕见的,统计概率大概要二三百年一遇,而造成6500万年前恐龙灭绝的直径10余公里的小天体撞击地球的统计概率则约为一亿年一次。此外,并不是所有体积较大的小天体坠落地球时都会形成陨石雨。“一般会发生碎裂的多为石陨石,而铁陨石大多会完全烧化或者部分烧化,剩下一个铁疙瘩落下来。”

  瑕不掩瑜 陨石虽造成灾害但有科研价值

  据李竞回忆,我国也曾发生过类似的陨石雨,1976年发生在吉林北郊的那场陨石雨,坠落的陨石最大的重达1吨多。

  1976年3月8日下午,宇宙中一个小天体顺地球绕太阳公转的方向,以每秒十几公里的速度坠入地球大气层,与稠密的大气发生剧烈磨擦,飞至我国吉林地区上空时,燃烧、发光,成为一个大火球,并在吉林市郊区金珠公社上空发生爆炸。小天体爆炸后,以辐射状向四面散落。大量碎小的陨石散落在吉林市郊区大屯公社李家大队和永吉县江密峰公社一带;稍大块的直落在金珠公社九座、南兰大队一带;最大的3块陨石沿着原来的飞行方向继续向西偏南方向飞去,先后落在吉林市郊区九站公社三台子大队、孤店子公社大荒地大队和永吉县桦皮厂公社靠山大队。最后一块陨石坠地时,穿破1.7米厚的冻土层,陷入地下6.5米深处,在地面上造成了一个深3米、直径2米多的大坑,当时震起的土浪高达数十米,土块飞溅到百米以外。

  除了吉林市北郊的这场陨石雨外,国内外还曾发生过若干次陨石雨。1958年科学家在广西南丹县发现我国明朝时期陨落的陨石雨;1971年吉林省双阳县境内出现陨石雨;2012年青海省西宁市湟中县发生陨石雨;1935年波兰华沙的洛维茨西南曾出现过一次陨石雨,在9平方公里的地面上,找到58块陨石,共重59千克,其中最重的1块陨石约重10千克;1864年5月14日法国蒙多邦城南郊的奥个格伊小村上空忽然出现一颗流星,雷霆般的响声过后,石头像雨点般落下。村民拾取时,陨石还是烫的,陨石旁的草也被热气烤焦变黄。

  虽然严重的陨石雨会造成人畜的伤亡,房屋设施等的破坏,同时可以在地貌上造成陨石坑群。但它也并非一无是处,陨石在现代科学研究中有重要价值。不仅为我们带来许多宇宙空间的信息,还为科研提供了不可多得的情报。

  李竞指出,小天体是太阳系诞生初期, 由于某种原因未能凝聚成大行星的原始弥散物质,其年龄非常古老,包含了太阳系形成之初的最原始物质,同时由于它们在太空游荡了几十亿年,也被宇宙打下了几十亿年的烙印,因此落在地球表面的陨石,不仅对于人类了解和研究太阳系的起源非常有帮助,也提供了很多太阳系演化的信息。

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  如何识别陨石

  陨石在高空飞行时,表面温度高达几千摄氏度。在这样的高温下,陨石表面熔化成液体。后来由于低层浓密大气的阻挡,其速度减慢,熔化的表面逐渐冷却下来,形成了一层深褐色的硬壳,科学家称为“熔壳”。在熔壳冷却的过程中,空气流动吹过陨石表面会形成许多像河蚌壳形状的小坑,科学家称之为“气印”。如果一块石头表面既有“熔壳”又有“气印”,就可以判断这块石头十有八九是陨石。

  如果陨石落地时间过久,表面的“熔壳”因长期风吹日晒脱落,还可通过用磁铁吸和称重的办法分辨。专家说,石陨石的样子很像地球上的岩石,用手掂量会觉得它比同体积的岩石重。另外,仔细看看石陨石的断面,会发现有不少小球粒。

  识别铁陨石除了称重等办法外,还可在铁陨石上切割一个断面,磨光后,用5%的硝酸酒精侵蚀,光亮的断面会呈现出特殊的条纹,像花格子一样。这是因为铁陨石本身成分分布不均匀,有的地方含镍量多,有的地方少,含镍量多的部分,化学性质稳定,不易被酸腐蚀,而含镍量少的部分受酸腐蚀后,变得粗糙无光泽,这些亮的和暗的部分就形成了花格子一样的条纹。另外,用陨石在无釉瓷板上摩擦,一般没有条痕或仅有浅灰色条痕,而用铁矿石摩擦,则会出现黑色或棕红色条痕。

(来源:科技日报)



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