| 隕石:天外的來(lái)客 |
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凌光
新聞背景
春節期間,一塊隕石墜落在俄羅斯,造成上千人受傷,引發(fā)全球關(guān)注。與此僅隔一天,又有一顆小行星與地球擦身而過(guò)。
事實(shí)上,這些天外“不速之客”對我們地球的影響,確實(shí)有著(zhù)不少的淵源。
史料中的隕石記載
我國是世界上最早、最系統地觀(guān)測與記載隕石的國家。
一本名叫《竹書(shū)紀年》的書(shū)上寫(xiě)道:“帝禹夏氏八年六月,雨金于夏邑”,這則關(guān)于公元前2133年隕落在山西夏縣附近的鐵隕石雨記載,是世界上第一次關(guān)于隕石雨的文字。
《春秋左傳》第六卷上有一段記載:“嘻公十六年,隕石于宋,五,隕星也?!本褪钦f(shuō),公元前645年在宋國某個(gè)地方,天上掉下來(lái)五塊石頭。并且肯定地說(shuō),這些石頭是天上落下來(lái)的星星。
到了漢代,人們又進(jìn)一步有了“星墜至地,則石也”的見(jiàn)解。
北宋時(shí)代的科學(xué)家沈括,在《夢(mèng)溪筆談》里生動(dòng)記載了公元1064年常州宜興縣的一次隕石降落經(jīng)過(guò):治平元年,在常州,一天太陽(yáng)落山的時(shí)候,天空中發(fā)出雷鳴般的聲音。只見(jiàn)東南方向出現一顆幾乎像月亮一樣大的火星。忽兒又一聲巨響,這顆星已飛向西南。再一震,就落在宜興縣一個(gè)姓許人家的園子里?;鸸獍烟炜照盏猛?。許家的籬笆被燒毀。不久火滅了,只見(jiàn)地上有一個(gè)碗口大的窟窿,很深,往下一看,星星就在里面,微微發(fā)光。過(guò)了很久,逐漸暗下來(lái),但還是熱得不能靠近。又過(guò)了很久,挖開(kāi)那個(gè)洞,深有三尺多,找到一塊圓石頭,還是熱的,像拳頭大小,一頭稍尖,顏色像鐵,重量也和鐵差不多。
在我國的史料中,也記載了很多關(guān)于隕石造成災害的事例。其中死人最多的是明弘治三年(1490年)4月4日,甘肅慶陽(yáng)隕石雨“擊死人以萬(wàn)計”。明正德七年(1512年),嶧縣(今山東嶧城)由于隕石引起火災,燒毀官舍、民房千余間,郊區的樹(shù)林也成了一片焦土。
“圣物”還是“災星”?
雖然古代人們對隕石現象也不乏某些樸素的正確見(jiàn)解,但總體來(lái)說(shuō),在蒙昧時(shí)代,人類(lèi)對隕石墜落現象缺乏科學(xué)的認識,要么把隕石作為“圣物”頂禮膜拜,要么將其視為“災星”避而遠之。
兩千年前的古希臘人,就極其崇拜落在阿哥斯河里的那塊隕石,把它作為神來(lái)祭拜,祈求祛邪扶正、消災滅病。
在伊斯蘭圣地麥加,有一塊鑲嵌在銀框中的神圣的“玄石”,相傳是曾祈求安拉使麥加成為吉祥之地的亞伯拉罕的遺跡。教徒們遠道而來(lái),為的是要吻一吻或摸一下這塊神圣的卡巴黑石。其實(shí),它只不過(guò)是一塊直徑約20厘米的黑里泛紅的隕石。
在我國,也有視隕石為“天圣之物”的例子。著(zhù)名的僑鄉廣東潮州,有一座聞名遐邇的古廟,叫開(kāi)元寺。廟中有一座據說(shuō)是用“天石”——隕石打制成的香爐,吸引著(zhù)千里迢迢而來(lái)的善男信女,使這個(gè)寺院煙火不絕,香客盈門(mén)。
在我國古代,人們更多的時(shí)候把隕石看作“災變”的征兆。比如前文中提到的《春秋左傳》里記載了宋國掉下來(lái)五塊石頭,事隔五六百年,漢朝的五行學(xué)家從“石者安類(lèi),墜者失勢”思想出發(fā),把這件事與不久后宋被楚亡聯(lián)系起來(lái),看成是最典型的“天垂象”,還說(shuō)“秦之亡也,石隕東郡”,在他們看來(lái),秦被漢亡也有隕石掉落的先兆。
在中國民間,更廣泛流傳著(zhù)“天上一星,地上一丁”的說(shuō)法,以為天上落下一枚流星,就是地上逝去一位偉人。
實(shí)為小行星的碎片
只有在近代科學(xué)產(chǎn)生以后,人們對于隕石現象才有了正確的認識。
現在我們知道,隕石其實(shí)是天上的流星體掉入地球的產(chǎn)物。流星算不上星體,它們是一些又小又暗的星際物質(zhì),或者是那些小行星和類(lèi)地行星碰撞后破裂下來(lái)的碎片。它們的體積一般都很小,但在宇宙空間的飛行速度卻很快,每秒鐘可達四五十公里。它們進(jìn)入地球的大氣層以后,由于摩擦,特別是高速沖擊形成的沖擊波作用,使它們自身和周?chē)諝獾臏囟壬仙綆装?、幾千甚至上萬(wàn)攝氏度而燃燒起來(lái),發(fā)出強烈的光亮,形成我們看到的流星后面的“白尾巴”。
研究表明,大氣圈對于以宇宙速度在其間運動(dòng)的隕星體有很強烈的破壞作用。當速度每秒超過(guò)20公里時(shí),不僅僅是石隕星體,就是重達幾十和幾百?lài)嵉蔫F隕星體也會(huì )被完全破壞。
隕星體沖入地球大氣圈的速度是各種各樣的。它決定于隕星體在星際空間沿著(zhù)哪種方向運動(dòng)。如果它直對著(zhù)地球運動(dòng),那么沖入的速度是最大的,可達到每秒70公里。這種“迎面而來(lái)”的隕星體,即使有幾萬(wàn)或幾十萬(wàn)噸重,也會(huì )在地球大氣圈中完全被破壞。相反,“追趕”地球或被地球“追趕”的隕星體的沖入速度就最小,每秒大約11公里。這種相對“慢”的隕星體的殘體,就能到達地球表面成為隕石。
一晝夜就掉下成千上萬(wàn)噸
每年墜落到地球上來(lái)的隕石數量很大,據估計,每晝夜就有3000噸至20000噸隕石落到地球上來(lái)。也就是說(shuō),每年落到地球上的隕石將有幾十萬(wàn)噸到幾百萬(wàn)噸。由于大量的隕石不斷地降落到地球上來(lái),所以,地球的質(zhì)量也正在緩慢地增加。不過(guò),降落下來(lái)的隕石數量雖然很大,但是大多數的隕石體積很小,有的甚至變?yōu)殡E石塵埃,而且大多數是落到海洋里,或者人跡罕至的地方。
根據目前世界各地搜集到的兩千多塊隕石標本來(lái)看,隕石可分為三大類(lèi)。第一類(lèi)為石隕石,主要由硅酸鹽物質(zhì)組成。第二類(lèi)為鐵隕石,主要由金屬鐵鎳組成。第三類(lèi)為石鐵隕石。其中以石隕石最多,占93%;鐵隕石占5.5%;石鐵隕石最少,占1.5%。
科學(xué)家大多認為,“石質(zhì)”隕石相當于地球的外殼物質(zhì),“鐵質(zhì)”隕石相當于地球的核心物質(zhì)。因此,隕石種類(lèi)的不同,取決于它來(lái)自破碎后行星的什么部位。
一般來(lái)說(shuō),鐵隕石重量大大超過(guò)石隕石,原因就在于鐵隕石的密度大,在高速飛越大氣層時(shí)難以氧化和碎裂。發(fā)現于1898年,號稱(chēng)世界第三重的新疆鐵隕石,外形呈不規則的圓錐體,體積3.5立方米,重約30噸。而世界上最重的鐵隕石,1920年發(fā)現于非洲納米比亞南部,重達59噸。相比之下,世界上最重的石隕石為我國吉林1號隕石,是1976年3月8日在吉林市郊區降落的隕石雨中落下的最大一顆隕石,重1770公斤。
曾經(jīng)造成恐龍滅絕
比起地震、火山等災害,人類(lèi)對于隕石成災的現象似乎沒(méi)有多少記憶。然而,放到更大的時(shí)間尺度上,科學(xué)家們普遍認為,巨大的隕石(也就是小行星)對地球的沖擊,曾給地球的歷史帶來(lái)遠比地震、火山更大的影響。
在地質(zhì)歷史的中生代末期,稱(chēng)霸于天空、陸地和水域的恐龍類(lèi),“突然”在距今6500萬(wàn)年前銷(xiāo)聲匿跡。是什么原因造成的災難,使這些煊赫一時(shí)的龐然大物,與當時(shí)生活在地球上的75%的物種,幾乎是一下子就絕滅了呢?各種猜測應運而生,不少人將它與隕石聯(lián)系了起來(lái)。
上世紀80年代初,美國的一個(gè)研究小組指出,“殺害”恐龍的“兇手”是一塊隕石。他們估計,當時(shí)有一塊重12萬(wàn)多億噸的隕石飛速撞在地球上,造成一次相當于100萬(wàn)億噸TNT炸藥的爆炸,就好像在地球上丟下100萬(wàn)個(gè)最大的氫彈,將1000多萬(wàn)億噸塵埃拋入大氣層??铸埖闹苯?、間接食物——植物成片成片地枯萎死亡。整個(gè)事件延續了1000至10000年,恐龍等生物終于經(jīng)不起饑寒交迫而陷入了絕境。
兩位地球物理學(xué)家聲稱(chēng),在墨西哥尤卡坦半島地下深千余米處,找到了一個(gè)直徑60公里的圓形構造,圍繞它的是一個(gè)直徑180公里的環(huán)形構造。據研究,它具有隕石撞擊地球時(shí)產(chǎn)生的坑穴的特點(diǎn)。也就是說(shuō),它有可能就是天外“兇手”降落和作案的地點(diǎn)。
歷史疑案
“通古斯爆炸”之謎
“通古斯爆炸”,是本世紀初發(fā)生在西伯利亞泰加森林中的一個(gè)大爆炸事件。
倪集眾所著(zhù)《隕石的奧秘》一書(shū)對此有這樣的描述。1908年6月30日清晨,俄國西伯利亞通古斯河上游的密林中,從東南方向風(fēng)馳電掣般地飛來(lái)一個(gè)怪物,一聲震耳欲聾的巨響過(guò)后,沖天的火光,照得整個(gè)天空通紅一片,1500公里外也能看到。連日熊熊的大火吞噬了2000平方公里的原始森林。在中心地區三公里范圍內,出現直徑1米至50米的坑穴兩百多個(gè),其周?chē)臉?shù)木呈放射狀向外側傾倒,活像一個(gè)巨輪的輻條。
遠在數千里之外都聽(tīng)到這次相當于3500萬(wàn)噸TNT烈性炸藥的爆炸聲。爆炸的氣浪使整個(gè)西伯利亞?wèn)|部出現了強烈的氣流,英吉利海峽彼岸的英國氣象中心,也監測到大氣壓持續20分鐘的上下劇烈波動(dòng)。3500公里外的彼得堡以及澳大利亞、爪哇、華盛頓等地的地震儀都記錄到地震波。連續兩個(gè)晚上,天空異常明亮,甚至在蘇格蘭,午夜還可看清報紙上的字。
1927年和1958年,蘇聯(lián)科學(xué)院兩次組織調查團前往出事地點(diǎn)考察。他們從土壤中找到了一些鐵質(zhì)流星塵,又在那里的沼澤中發(fā)現了一些玻璃質(zhì)、金屬質(zhì)和硅酸鹽質(zhì)顆粒以及金剛石微粒。因此,較多的蘇聯(lián)科學(xué)家傾向于認為,隕石是這一事件的肇事者。
經(jīng)濟法眼
隕石能比黃金貴?
據媒體報道,2月15日,俄羅斯車(chē)里雅賓斯克州隕石墜落事件發(fā)生后,有網(wǎng)民在網(wǎng)上出售隕石碎片,并在商品信息中注明:“出售隕石碎片,新的,謝爾蓋,車(chē)里雅賓斯克”,開(kāi)價(jià)30萬(wàn)盧布(約合1萬(wàn)美元)。那么,這些“天外來(lái)客”價(jià)值真的有這么高嗎?
據了解,眾多隕石中,最珍貴的是月亮隕石,其次是火星隕石,第三則為石鐵隕石。比較珍貴的月亮隕石和火星隕石,價(jià)格高的時(shí)候甚至可以攀升至每克數千美元,遠高于黃金和鉆石。
不少專(zhuān)家認為,各種隕石均具有一定科研價(jià)值,但缺乏公開(kāi)有效的定價(jià)機制?!奥涞降孛嫔献疃嗟氖鞘E石,占90%以上,價(jià)格相對便宜,有的一塊就值幾十元?!?/p>
雖然隕石價(jià)格高低不一,但前提必須是真貨。然而隕石數量非常稀少,市面能見(jiàn)到的隕石多是假冒。
國內某天文臺曾發(fā)布過(guò)一份《關(guān)于隕石鑒定的通告》,里面提到:“隕石樣品非常罕見(jiàn),事實(shí)上,我們在鑒定工作中發(fā)現所謂的‘隕石’樣品絕大多數(超過(guò)99%)是地球巖石樣品?!保ㄧ姾希?nbsp;
有此一說(shuō)
“女?huà)z補天”神話(huà)
源于隕石災難?
“四極廢,九州裂,天不兼復,地不周載;火煉炎而不滅,水浩洋而不息?!边@是《淮南子·覽冥訓》中關(guān)于女?huà)z補天神話(huà)的一段描述。
幾年前,中國地震局第一監測中心研究員王若柏提出一種猜想, 女?huà)z補天的神話(huà)實(shí)際上可能記載的是遠古時(shí)代一次隕石雨災害。
白洋淀碟形洼地或是隕石撞擊坑
王若柏表示, 他們在研究白洋淀流域區的歷史地貌時(shí)發(fā)現, 從任丘、河間到保定、望都一帶, 向西偏北的方向延伸, 一直到完縣、滿(mǎn)城附近, 存在大量特殊的地貌現象——碟形洼地。他們利用近百年前出版的順直地形圖和航空照片等, 使用計算機數字技術(shù)將現代地形和人工地物層層剝去,僅保留原始的自然地貌景象。將這種洼地的復原圖,與形成年代相近的國內外其他地區的隕石撞擊坑進(jìn)行對比后,他們認為,白洋淀地區碟形洼地是史前規模巨大的隕石雨撞擊后,在近代沖積平原上留下的遺跡。
據推測,這次撞擊發(fā)生的地域非常廣,從晉北一直到冀中, 甚至可能延伸到渤海灣附近。發(fā)生的時(shí)間大概在史前的某一時(shí)刻,最有可能是距今4000至5000年間。推測當時(shí)的情景是, 一顆小彗星進(jìn)入地球軌道,在華北北部的上空沖入大氣層,在高空爆炸后落入地面。規模宏大的隕石雨形成了大量撞擊坑,后經(jīng)地面流水的侵蝕和先民的改造,多個(gè)較大的撞擊坑群最終形成了白洋淀,其余的較小者形成了積水洼地。大部分洼地被地表水沖蝕破壞,但是河床間的高地保留了大量的撞擊坑遺跡——碟形洼地。
王若柏說(shuō),近年考古學(xué)已有明確的證據, 女?huà)z神和女?huà)z補天神話(huà)的遺跡主要存在于山西、河北一帶。而這恰恰對應的就是推測中的隕石撞擊區。
華北古文化空缺區緣于隕石災難
王若柏認為,還有一些旁證可以印證這種假說(shuō)。
天外來(lái)物撞擊災害可能形成巨大的破壞, 其中重要的是對古氣候的影響。第四紀地質(zhì)學(xué)家研究了全新世氣候的變化規律, 發(fā)現在距今8500至3000年前后全新世的大暖期是新石器古人類(lèi)文明發(fā)展的一個(gè)重要階段,而其中距今4000多年前的一次降溫事件,被稱(chēng)為“小冰期”事件,對古代文明發(fā)展影響巨大。王若柏認為,很可能正是隕石雨的撞擊引發(fā)了這次降溫事件。
華北平原的中部,包括白洋淀流域區在內的廣大范圍,既無(wú)山脈縱橫,也沒(méi)有荒漠分布,是一個(gè)十分適合遠古人類(lèi)生存、繁衍的廣布湖淀的地區。然而在這里,新石器時(shí)代晚期文化遺跡卻十分稀少,甚至到商、周和春秋時(shí)期,這一地區古文化遺存和記載也非常之少。歷史地理學(xué)家譚其驤先生曾把這一片古文化空缺區產(chǎn)生的主要原因,歸結于遠古時(shí)期黃河的水患。
而王若柏認為,這個(gè)古文化空缺區可能恰恰是由隕石雨撞擊災難產(chǎn)生的。隕石雨發(fā)生以后,撞擊直接造成了大范圍的火災,巨大的撞擊壅塞了包括黃河在內的地表河流,引發(fā)了廣大地區的水災。同時(shí)撞擊造成了大氣空洞,大量沖向高空的塵埃阻擋了陽(yáng)光的照射,造成了較長(cháng)時(shí)間的降溫。災害和環(huán)境的惡化湮滅了當時(shí)當地高度發(fā)展的新石器時(shí)代晚期的文明, 其影響范圍可能波及整個(gè)華北地區。人員大量死亡,幸存者外遷,家園遭到巨大的破壞而被廢棄。該地區文化、經(jīng)濟的發(fā)展晚于周邊地區,也晚于更偏北的燕山南北一帶,最終形成了華北地區古代文化遺跡的空缺區。
而在外遷的幸存者中,這一災害歷經(jīng)一代又一代的傳說(shuō), 一個(gè)美麗的神話(huà)——“女?huà)z補天”便誕生了。
圖表/任海
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