小行星撞地球,是否是杞人憂天?答案很奇妙
太空巖石警告:你應(yīng)該擔(dān)心小行星撞地球嗎?
不,可能不是為了你自己
圖解:DART航天器接近孿大星系統(tǒng)的藝術(shù)圖。(圖源:NASA)
美國(guó)宇航局正在測(cè)試一種新的技術(shù),這種技術(shù)會(huì)在有小行星對(duì)地球造成威脅時(shí)使用到。但這種由太空巖石帶來(lái)的的險(xiǎn)情的幾率有多高呢?這不值得驚慌失措。
新發(fā)射的雙小行星定向測(cè)試(DART)旨在測(cè)試是否可以通過(guò)提前用航天器撞擊小行星,從而改變其運(yùn)動(dòng)軌跡,避免與地球相撞。該測(cè)試的撞擊目標(biāo)是孿小星(Dimorphos),它是一顆名為孿大星(Didymos)的衛(wèi)星。根據(jù)研究測(cè)試人員的說(shuō)法,無(wú)論美國(guó)宇航局的探測(cè)器做什么,這兩顆小行星都不可能撞擊地區(qū)。
所以,孿大星和孿小星不會(huì)對(duì)地球造成威脅,但人們需要擔(dān)心小行星撞地球這樣的威脅嗎?答案是,“這很復(fù)雜”。
幸運(yùn)的是,根據(jù)美國(guó)宇航局的說(shuō)法,一塊相當(dāng)于美式足球場(chǎng)大小的相對(duì)較大的巖石,會(huì)在撞擊地球時(shí)造成嚴(yán)重的局部破壞,這樣的事情平均2000年才會(huì)發(fā)生一次。
圖解:孿大星和孿小星的藝術(shù)圖,其中圖中較大的為孿大星,右側(cè)較小的為其衛(wèi)星孿小星。(圖源:NASA)
小物體,大數(shù)量
首先,這個(gè)問(wèn)題并不在于是否會(huì)有小行星撞地球,在我們星球的歷史上,它不僅發(fā)生過(guò),并且經(jīng)常發(fā)生。
“小型巖石一直在撞擊地球?!备鶕?jù)美國(guó)宇航局的說(shuō)法,平均每年一次,小汽車(chē)大小的物體會(huì)撞擊地球大氣層,但這種大小的天外來(lái)物會(huì)在大氣層中燃燒,并在撞擊地面之前爆炸。
上述情況很少有人注意到,除了那些覺(jué)得這一奇觀很酷的人——它還有一個(gè)名字,“流星”。在黑暗、晴朗的夜空,人們能觀賞到這些流星。流星是由流星體產(chǎn)生的,而流星體其實(shí)是正在燃燒的小行星碎片,其中絕大多數(shù)流星體的直徑只有幾英寸或是幾毫米。
體積較大的物體可以掉落到地球表面,成為“隕石”。人類(lèi)歷史上只有一個(gè)人被天降隕石直接襲擊——一個(gè)叫“安·霍奇斯”(Ann Hodges)的人,她在1954年被一顆9磅重的隕石擊中了腿部,給她造成了瘀傷,但并沒(méi)有生命危險(xiǎn)。
少數(shù)情況下,流星體足夠大時(shí),可以深入地球大氣層并爆炸,這被稱(chēng)為火流星;更少數(shù)情況下,火流星會(huì)降落到足夠接近地球表面,使得人們?cè)诘孛嫔弦材苈?tīng)到爆炸聲。一些爆炸甚至?xí)裾◤椧粯悠茐漠?dāng)?shù)氐慕ㄖ铮热?013年在俄羅斯車(chē)?yán)镅刨e斯克鎮(zhèn)發(fā)生的事故。
一般來(lái)說(shuō),圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的小物體比大星球多得多——每百萬(wàn)個(gè)沙礫大小的物體,只會(huì)有一個(gè)重達(dá)2磅(1公斤)的物體。通常來(lái)說(shuō),每2000磅(1000公斤)的物質(zhì)包括了一萬(wàn)億顆微小的流星。
圖解:中國(guó)內(nèi)蒙古多倫湖拍攝的英仙座流星雨。(圖源:Getty Images)
小幾率,大隱患
科學(xué)家們采取了一系列手段了解小行星撞地球的風(fēng)險(xiǎn)。
參考近些年的大型類(lèi)似事件。1908年,一顆大型小行星或彗星在西伯利亞上空爆炸,炸平了大約7750平方英里的森林,這次爆炸就是著名的通古斯事件;大約100年后,另一個(gè)值得注意的撞擊發(fā)生在車(chē)?yán)镅刨e斯克上空,在其軌跡附近房屋受損,影響范圍最遠(yuǎn)可達(dá)55英里(88公里),這次爆炸導(dǎo)致約1200人受傷,其中大部分是由于窗戶被沖擊波掀飛造成的。
這兩個(gè)事件相隔了大約一個(gè)世紀(jì),雖然數(shù)量很少,但為科學(xué)家研究這種類(lèi)型的撞擊事件的發(fā)生頻率提供了參考。
西南研究所的克拉克·查普曼收集數(shù)據(jù)并比較了美國(guó)人死于各種原因的風(fēng)險(xiǎn)比例。如果一顆比6600萬(wàn)年前結(jié)束恐龍統(tǒng)治的奇克蘇魯布隕石略小的小行星撞擊地球,死于全球性撞擊的可能性約為1/75000;而死于不影響全球的區(qū)域性撞擊的概率更小,約為1/600000。
這些概率很低,但依然高于買(mǎi)彩票中頭獎(jiǎng)。
但是,在小行星撞地球中會(huì)喪生的可能性不應(yīng)該讓人徹夜難眠。根據(jù)查普曼的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,普通美國(guó)人在飛機(jī)失事中死亡率為1/20000,在龍卷風(fēng)中死亡的機(jī)率為1/60000,相比因?yàn)樾⌒行亲驳厍驍烂?,以上兩種命運(yùn)的任一個(gè)都更可能成為死亡原因。
圖解:小行星撞地球的藝術(shù)圖。(圖源:NASA/Don Davis)
而當(dāng)考慮到COVID-19時(shí),根據(jù)疾病控制和預(yù)防中心的數(shù)據(jù)顯示,自從病毒流行開(kāi)始,約有77萬(wàn)美國(guó)人死于COVID-19。美國(guó)人口約為3.29億人,因此在過(guò)去的兩年中,每427人中約有1人死于該病毒,顯然,COVID-19會(huì)殺死你的可能性遠(yuǎn)比小行星要高得多。
另一種評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的方式是參考保險(xiǎn)公司如何為這類(lèi)罕見(jiàn)但災(zāi)難性的事件提供擔(dān)保,例如颶風(fēng)、地震和洪水。根據(jù)保險(xiǎn)信息研究所的說(shuō)法,投保人的保險(xiǎn)涵蓋相當(dāng)廣泛的災(zāi)難預(yù)防,其中就包括小行星撞擊;同時(shí),該協(xié)會(huì)羅列了一個(gè)表格,統(tǒng)計(jì)了保險(xiǎn)通常覆蓋和不覆蓋的內(nèi)容。
小行星撞擊被歸類(lèi)為“墜落物體”,但是否直接撞擊才能被這么計(jì)算這一點(diǎn)尚不清楚。(一般來(lái)說(shuō)可以這樣認(rèn)定,但如果小行星在距地一定距離上對(duì)地造成影響,則存在一些爭(zhēng)議)
保險(xiǎn)公司甚至在他們的風(fēng)險(xiǎn)承受范圍內(nèi),根據(jù)發(fā)生的可能性計(jì)算了賠率。對(duì)于保險(xiǎn)公司而言,這個(gè)數(shù)學(xué)模型是可行的,雖然小行星撞地球可能會(huì)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失,但因?yàn)榘l(fā)生嚴(yán)重撞擊的概率很低,所以這種風(fēng)險(xiǎn)也很低。
圖解:6600萬(wàn)年前小行星撞地球后,一只小霸王龍?jiān)诶滹L(fēng)中瑟瑟發(fā)抖。這顆小行星導(dǎo)致硫氣溶膠進(jìn)入大氣層,導(dǎo)致全球溫度驟降。(圖源:James McKay; Creative Commons)
歸根結(jié)底,與其他可能的風(fēng)險(xiǎn)相比,你不必太擔(dān)心小行星撞地球的問(wèn)題,這是人類(lèi)將長(zhǎng)期面對(duì)的問(wèn)題。
BY: Jesse Emspak
FY: Aphelion
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