​小心！地外“刺客”

小心！地外“刺客”

小心！地外“刺客”

电影《独行月球》中，一颗名为“π”的陨石向地球袭来，月球阻挡住这位“刺客”的月盾计划失败，最终地球气候恶化，烟尘遮天蔽日，气温直降，地面变得不再宜居，人们被迫搬入地下生活。尽管在电影的结尾，地球气候逐渐恢复如常，但是在现实中地外“刺客”是否还会再次造访？

01

这个“刺客”熟悉又陌生

早在《竹书纪年》中，就有关于四千多年前的一场陨石雨的记录，“夏禹八年夏六月，雨金于夏邑”，这也是世界上最早关于陨石和陨石雨的记载。在文献记载中，陨石降落事件屡见不鲜，可是陨石从何而来？

其实杞人忧天也不完全是庸人自扰。

在火星和木星之间有大量的小行星，它们在太空轨道穿行时，可能与其他小行星发生碰撞。

如果碰撞力度大，就瓦解为碎片，小行星及其碎片甚至有可能被撞出轨道，被迫开启宇宙 “citywalk”。

受地球引力作用，有些小行星碎片就化身“刺客”，以一定的速度向地球飞来，坠落到地面即为陨石。除火星和木星之间分布的小行星环带，还有少量地球陨石来自月球、火星和太阳系外。

小行星带位置示意图，来源：中国数字科技馆

据估计，地球每天会面临5万吨陨石的降落。不过，地球是太阳系的幸运之子，它有大气层的庇佑。小行星碎片在进入大气层后不断摩擦，产生光和热，一般在距离地面10-40公里的高空，大部分的小行星碎片燃烧殆尽。

科研人员发现对陨石的研究不仅可以助力尚未探测的星体，还能找到关于宇宙演化的线索。

于是他们翻山越岭，寻找陨石的踪迹。地球表面的70%都覆盖着水，寻找陨石难度极大。在剩下的陆地中，南极逐渐升级为寻找陨石的热门地点。南极何以成为热门“陨石探宝地”？首先，南极大陆覆盖着冰层，陨石在茫茫冰雪中格外抢眼；其次，南极终年寒冷，陨石的保存环境好。

通过对陨石样品的研究，可以判断出其类型、来源，进一步推演星球的物质组成与演变。近期一项关于陨石GRV150277的研究发表。这块陨石就发现于南极格罗夫山。在岩石学、矿物学和成分等分析后，确定该岩石来自于灶神星（位于小行星带），进一步研究发现灶神星曾经历多种小行星撞击，对研究灶神星表土层的组成和演化具有重要意义。

GRV 150277陨石手标本，左侧黑色立方块边长为1cm

来源：文章《我国在南极格罗夫山发现的首块古铜钙长无球粒陨石(GRV 150277)及其外源碎屑研究》

02

“刺客”偷袭引发天地巨变

陨石的降落只是给地球带来一块石头，砸出一个坑这么简单吗？

大体积的陨石坠落到地面的概率会产生一系列物理、化学、地质作用，甚至可能触发全球巨变。

例如，巨型陨石在大气层摩擦过程中，外壳受高温、高压作用发生熔化、气化、粉碎、爆炸，强烈的冲击波点燃地面可燃烧物质，引发森林大火，生成大量的烟尘和黑炭等。陨石本身及其坠落高温环境还有可能产生有毒物质，直接引发生物中毒死亡。巨大的陨石冲击还会导致地球内部物质的重新分配，可能引发海底扩张和大陆漂移等海陆变迁。

最为人熟知的偷袭事件大概是导致地球由白垩纪走向新近纪的那次，据推测6600万年前一颗直径10千米的小行星坠落在今天的加勒比海地区，造成了全球气候巨变，导致恐龙灭绝的灾难以及后续哺乳动物登上了历史的舞台，完成了历史性角色转换。

近期，一篇发表在《Nature Geoscience》杂志上的文章指出，6600万年前小行星撞击地球所产生的尘埃可能是导致恐龙大灭绝的原因。通过墨西哥希克苏鲁伯陨石坑（Chicxulub Crater）采集的岩石样本和古气候模拟，对陨石撞击地面产生的硅酸盐粉尘、硫和野火产生的烟尘对气候的影响进行评估，发现硅酸盐粉尘在这次气候变冷事件中扮演了一个“狠角色”。

陨石撞击产生的微小颗粒可能长期弥漫在空中，遮天蔽日，两年内植物的光合作用中止，植被最终凋零，食草动物因此失去食物来源，食物链断裂，从食草恐龙到食肉恐龙，这场大饥饿击溃了称霸地球的这群庞大生物。这些尘埃在大气中停留了15年，气候变冷，全球气温下降十几摄氏度，让地球冬季持续了15-20年。漫长的严寒中，恐龙、翼龙目、菊石亚纲及多种动植物束手无策，灭顶之灾就此降临……

白垩纪末期山阳盆地生活的三种主要恐龙类型：窃蛋龙类、鸭嘴龙类和暴龙类

来源： 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所

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现代“刺客”防御术

尽管近地小行星撞击地球是小概率事件，但从统计学角度，在未来发生的可能性是相当大的。此类事件一旦发生便会给人类社会带来灾难性的后果，因而防范近地小行星的撞击是保障人类文明发展的必要工作。

如果再面临一次6600万年前级别的陨石，人类是否有招架之力？

科学家对此设计了两种主要方法：用核武器提前将陨石击碎；派飞行器把陨石“送走”。目前研究较多的解决方案是第二种动能撞击，即用飞行器撞击，改变陨石的运动速度，使其运动轨道发生偏转。

“以石击石”模拟图

来源：中国科学院国家空间科学中心

得益于科学技术的进步，在面对“刺客”时，人类在生存和灭亡之间有了选择权。人类在仰望星空的同时，也应当低头看看自己。

2023年11月30日，《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会（COP28）在阿联酋迪拜开幕。世界气象组织在COP28开幕当天发布了暂定版《2023全球气候状况报告》，并宣布2023年是人类有气象记录以来最热的一年。全球进入沸腾时代已经是个不争的事实，人类活动作为地球全球诸多气候问题中最大的“刺客”，也作为更可控的因素，能不能通过更为努力的气候行动，为气候及其气候问题降低“热度”？一个肯定的回答与积极的行动将成为人类文明赓续的一大步。

作者：李蓓蓓 科技史与气象文明研究院 副教授

龚昕宇 科技史与气象文明研究院 硕士研究生