是星球撞击毁灭了高度发达的史前文明吗?自90年代以来,这种观点在学术界渐渐地有了一席之地。这主要是因为1994年7月间发生的那场惊心动魄的“太空之吻”。
1.彗星撞击木星
1994年7月,苏梅克列维9号彗星(直径约6公里,密度1克/立方厘米)由于木星巨大的引力,它被俘获并撕裂成21块碎片,这些碎片以每秒约60公里的速度撞向木星南纬43.26°~45°相当狭窄的环形区域。
7月17日凌晨4时15分,南非天文学家首先观测到苏梅克列维九号彗星的第一块,也是最小的一块撞击木星的景象。撞击没有引起燃烧,碎片被木星大气层吞没。
当天傍晚18时30分,在上海佘山天文台,我国第二大口径(1.56米)的天文望远镜摄下了第一张木卫1号的照片。19时36分20秒和19时43分32秒,成功地观测到彗星第四块碎片撞向木星,木卫1号两次增亮,亮度增强了8倍。碎片接触大气层的摩擦和碎片的撞击产生的火球使木卫1号两次闪亮。
午夜23时15分,木卫1号又一次闪亮:第5块彗星碎片撞了上来。与此同时,美国科学家称他们已观测到5块碎片撞入木星,虽然这些碎片是21块中较小的,但在木星表面造成了相当于10亿吨TNT炸药的破坏创面。
18日3时30分,美国夏威夷冒纳凯阿火山顶上的全球最大的天文望远镜记录了彗星最大的碎片(第7块)撞击木星的经过。该碎片直径3.2公里,撞击释放了相当于2.5万亿吨TNT炸药的能量,产生的亮度超过了木星整体。美国马里兰大学的女天文学家露西·麦克法登说:这块碎片巨大的冲击力造成的痕迹十分明显,其落点上空出现了由尘云构成的抛物面。
19日凌晨3时26分,直径与第7块相近的第8块碎片以每秒60公里的速度飞速而来产生的能量(6万亿吨TNT)相当于地球上所有核武器爆炸能量的几倍,产生的亮度瞬间超过了整个木星,引起的抛物面般灰云达地球般大小,剧烈的爆炸造成的瞬间温度约30000℃。
19日晚6时30分,最强烈的碰撞发生了!第9块碎片与第7块大小相仿,巨大的创面位于木星南半球东北缘,留下的暗斑直径达3万公里。撞击产生的能量相当于2.5亿颗广岛原子弹。澳大利亚天文学家观测到,撞击产生的巨大火球与随之爆发出的余辉范围相当于3个地球那么大。美国天文学家指出,撞击改变了木星的基本外观,并在木星表面形成了黑色疤痕。“疤痕”中有多种气体混合物和大量尘埃粒子。
21日,发生了最壮观的一幕:第14、15、16块碎片于4时起相隔10小时撞击在同一地区。第14块碎片以每小时21万公里的速度坠向木星,随之产生的火球上升到数百公里的高空。第15号彗核撞向木星大气纵深处,火球上升到2000公里的高度,尘云直径相当于地球的3倍。第16块碎片碰撞产生的亮度是第14块的2倍,并产生了持续15分钟的爆炸。
21日晚11时04分,上海佘山天文台观测到的木星已伤痕累累,各个撞击创面直径超过1万公里,其中最大的直径估计有3万公里,其容积大大超过地球体积(地球直径为13000公里),与此同时,木星周围的木纹型云层出现紊乱。
22日下午4时6分,最后一块碎片落地,这最后的一“吻”,使历时6天的千年万载难遇的天象奇观随之落幕。美国芝加哥大学两位天文学家利用设置在南极地区的望远镜观察到,撞击木星南半球产生的火球亮度已远不如以前。通过光谱分析,证实了木星及其大气层中含有硫、氨、硫化氢等分子,但没有找到预想中的水。
此次撞击释放的总能量为二战时美军投放在广岛的原子弹能量(2×104吨黄色炸药爆炸当量)的10亿倍,大约相当于1013吨TNT炸药的爆炸。初步观测表明,彗星碎片的撞击已改变了木星的外貌,留下4个直径几万公里的深坑,其直径是地球的几倍。木星的云层留下了黑色疤痕,这种疤痕需很长时间才能消去。强烈的爆炸已使木星大气层的气流和成分发生变化。由于木星与地球的平均距离约6.3亿公里,彗木相撞所释放的巨大能量及木星大气与表层的环境巨变,对地球与近地空间环境几乎没有影响。但如果木星上具有生命及其生态系统,如果木星上也有人类文明,如果这次撞击发生在地球上,将会出现什么情况呢?
2.光顾地球的“天外来客”
许多科学家推测,史前文明正是毁于这样一次星球撞击事件。这不是无稽之谈,不是杞人忧天。事实上,在人类的现代史上,有关太空天体与地球相撞或擦肩而过的记录屡见不鲜。
1908年6月30日清晨,俄国西伯利亚中通古斯卡河上游瓦纳瓦腊以北50公里的密林中,突然狂风大作,从东南方向风驰电掣般地飞来一个怪物,一声震耳欲聋的巨响过后,蘑菇云拔地而起,窜上近2万米的高空,刚刚醒来的驯鹿还未醒悟过来是怎么回事,已经与挺拔的大树一起被灼热的气浪冲倒、焚烧。连日熊熊的大火吞没了2000平方公里的原始森林。冲天的火光,照得方圆800公里通红一片,在1500公里外也能看到火光。在中心地区3000米范围内,出现直径1~50米的坑穴200多个,其周围的树木呈放射状向外侧倾倒,活像一个巨轮的辐条。离出事地点60公里外的一位农民回忆说,他站在门廊上,突然看到一个拖着一股烟尘的火球飞速而过,热浪与刺眼的火光迎面扑来,强大的冲击波顿时使他失去知觉。当他苏醒过来后,只觉得大地在颤抖,房子在摇晃,头顶传来雷鸣般的巨响。他说,他在恐怖中“好像觉得世界的末日到来”。160公里外一个在河岸工作的工人,被气浪掀入河中。在240公里外,强劲的风把地面刮去一层土,在安加拉河面上堆起一堵水墙。
远在数千里之外都能听到这次直径约50米彗星的、能量约为广岛原子弹威力500倍的大爆炸的响声。爆炸的气浪使整个西伯利亚东部出现了强烈的气流,英吉利海峡彼岸的英国气象中心,也监测到大气压持续20分钟的上下剧烈波动。3500公里外的彼得堡以及澳大利亚、爪哇、华盛顿等地的地震仪都记录到地震波。连续两个晚上,天空异常明亮,甚至在苏格兰,午夜还可看清报纸上的字。
1937年,一颗直径不到1公里的名叫“赫米斯”的小行星以每小时3万公里的速度与地球“擦肩”而过,距地球仅78万公里。假如“赫米斯”与地球相撞,将释放出相当于10万个百万吨级炸弹的能量。
1947年2月12日上午,原苏联远东锡霍特阿林山系的伯力居民们目睹了另一天空奇观:一颗火球拖着浓烟和火花,在空中向南袭来,消失后不久,传来了一声巨大的爆炸声。正在执行任务的原苏联空军也观察到了这一现象,他们帮助调查人员找到了陨石坠落现场。
1972年8月10日,美国加利福尼亚上空58000米处传来隆隆巨响,一团巨大的火球划天而过。原来是一颗直径10米、重数千吨的小行星擦地球而过,险些撞上美国。美国宇航局的红外探测器记录了这次事件。
1976年3月8日北京时间下午3时许,在我国吉林省吉林市北部发生了一次世界罕见的陨石雨。百万群众看到一个耀眼的火球,向地面飞落,接着分裂为三个火球,一个形成满月,另两个呈足球大小的碎块,随后向地面坠落,轰隆之声响彻云霄,震起的土浪高达数十米,土块飞溅到百米之外,还升起了一个高达50多米的蘑菇云状的烟柱。大量陨石碎块撒落在吉林市北部近500平方公里的范围内。
吉林陨石雨撒落在一块狭长带状区域内,东西长约70多公里,南北方向最宽的地方不超过10公里。据研究,吉林陨石原先可能是一个直径2200公里的阿波罗型小行星的一部分,它在行星际空间飞行,在800万年前被撞击分裂出一块直径大于10米的碎块,在40万年前又受到一次撞击,分裂出一块直径约2米的碎块,这颗碎块于1976年3月8日15时大体上沿着地球公转方向从后面追上地球。在从外层空间撞进地球大气时,与大气的高速碰撞、剧烈摩擦使之减速,同时发生燃烧,陨石的一大部分被烧毁、汽化,而残留的内核在大气层中产生多次崩裂,形成许多碎块落到地面上,到达地面时速度每秒只有几十米。科学家们对吉林陨石标本作了大量的物理化学研究与分析工作,1979年,科学出版社出版了研究专著——《吉林陨石雨论文集》。
1987年夏天,前苏联宇宙开发科学家A·伏伊柴霍夫斯博士发表研究报告说,一颗被称为“1983TB”的小行星正渐渐地接近地球,如果情况继续下去,到2115年它将会撞击地球。这位博士提出了两个解救地球的办法,一个是用航天器人为地改变小行星的轨道,另一个是在宇宙空间把小行星击碎。后来,各国天文学家经过精确推算,否定了这位博士的“2115年小行星猛撞地球”的错误结论,消除了许多人的担心。
1989年初,美国科学家宣布一条震惊世界的新闻:一颗能产生相当于2万颗氢弹爆炸能量的小行星“1989FC”将在当年3月22日在距地球约69万公里的远处飞过。这颗小行星的轨道比较特殊,绕太阳的公转周期为1.03年(大多数小行星的公转周期为3~7年),每隔33年要飞近地球一次。我国天文学家认为,假如这颗直径为300米左右的小行星有朝一日击中地球,如在高空爆炸,由于碰撞速度高达16公里/秒,将撞击出一个直径为6公里左右的圆形撞击构造坑,在半径为几十公里范围内产生强烈地震。
1989年8月,一颗直径1公里的近地小行星(1989PB)在距地球400万公里处飞过。
1991年1月,直径5~10公里的小行星(1991BA)在距地球17万公里处掠过,这个距离不到地球至月球距离的一半,在天文上算是“千钧一发”了。
1989年,曾有一位名叫洛克费德的天文学家预言,与地球毗邻的月亮在3年后将遇到一颗大流星的撞击,估计月球将损失过半。这在一般人眼中,似乎是与己无关的事,而在科学家看来,就有点“耸人听闻”了。因为地月系统是一个整体,有时是“牵一发而动千钧”。何况月球“损半”,将会引起地球上的连锁反应和长时间的混乱,比如潮汐的变化。尽管在1992年,我们并未经历这一劫难,但月球表面的满目疮痍告诉我们,人们不仅要忧地球的“天”,还要忧毗邻星星的“天”,因为它们的被撞同样要带来地球的灾难。
这样的例子不胜枚举,但大多数人仅把天体相撞看作一种有趣的天象。而80年代以来,地球上的有识之士一直在呼吁人类正视来自近地空间的威胁,因为这种威胁的存在有充足的科学依据和观察事实。
目前威胁人类的近地小天体主要是彗星核和小行星,彗星核在其中只占几个百分点,因而,密度较大的小行星比彗星更有可能光临地球。但不能轻视的是,尽管有能力穿过地球大气层并撞击地球的彗星不多,与直径同样大小的小天体相比,彗星速度快(典型小行星撞击地球的速度为20公里/秒,短周期彗星为30~40公里/秒,长周期彗星为50~60公里/秒),撞击时释放的能量较大,将对地球构成更大的威胁。有学者估计,彗星撞击在撞击灾害中约占25%。另外,彗星具有松散的结构,强度低,就像子弹打向高速飞来的一团棉花上,很难说有多大的效果,这就增加了防御的难度,至少在目前是一个没有解决的难题。
小行星是火星和木星轨道之间的游荡者,到1996年6月底,全世界共发现小行星102291颗。小行星的特点是体积小、质量小,各自有各自的运行轨道,偶尔也有一些“调皮捣蛋”分子进入地球轨道附近,成为近地小行星。它们最有可能成为光顾地球的“天外来客”。据有关学者统计,1898—1977年的80年间共发现近地小行星43颗;1978—1982年发现了28颗;1983—1989年发现45颗,而1990年1年中发现的小行星竟达14颗。迄今为止,发现的近地小行星总数已超过163颗,最大的为直径8公里左右的1627Ivar,其中77颗的直径在1~5公里,其他大部分直径在200米以上。除了上述的163颗近地小行星之外,天文学家估计还有95%以上的直径大于1公里左右的近地小行星和彗星核尚未被发现。更令人担忧的是,对直径小于100米的近地小行星的搜索发现率不足0.1%。由此可见,人类对近地小行星和彗核的了解是如此之少,对太空威胁的防御无异于自动地让位于“上帝掷骰子”。人类啊,警惕!真正的威胁来自对近地空间了解的不足。
我们常在繁星闪烁的夏夜见到划空而过的流星天象。它们都是一些直径小于50米的非铁质近地小天体,在闯入地球大气层时,与大气相摩擦燃烧而发光,一闪而逝。流星体穿过大气未烧尽而落到地面的部分,就成为在陈列馆展出的陨石,如我国的吉林陨石。一旦直径大于50米的近地小行星闯入地球空间,人类的天然屏障——大气圈也无法阻挡这些不可一世、横冲直撞的入侵者,它们就会如“通古斯卡爆炸”一样对地球构成灾难式的危害;更大的撞击,甚至产生如白垩纪末恐龙灭绝的全球性灾难,导致人类文明的终结。英国科学家约翰通过计算表明,1908年通古斯卡的爆炸即使发生在美国的乡村,也会造成6.8万人死亡和价值45亿美元的财产损失。如果发生在人口众多的国家,如中国的人口聚集区,其后果不堪设想。
目前科学界的共识是,只要地外撞击体的直径处于0.6~5公里之间,就有可能使全球陷于“撞击冬天”的困境,长达数月甚至数年的黑暗而寒冷的冬天将笼罩全球,稻谷无收,生态系统失调,而世界上几乎没有几个国家的稻谷储存量够本国人民吃上一年,最终会产生全球性的饥荒,再加上撞击作用产生的其它灾难性效应的作用,如强大的撞击冲击波将直接使数百万人丧生,臭氧层的破坏、酸雨的出现、植物的中毒等等,会引起全球经济、社会和政治结构的崩溃,人类将处于世界末日的边缘。对地球而言,还没有一种自然灾害像地外撞击作用那样,产生全球性的灾难。任何区域性的灾难,无论其受灾情况多么严重,在友邻的帮助下,一般在10年的时间里都会得以恢复、发展,惟独地外撞击,其影响力是全球性的,使人类整体处于灾难状态,无法从别处得到技术和经济的援助,一切都得从零开始。要想恢复撞击前的文明,至少得付出几代人的努力。
这类引起人类文明的灾变或灭绝的小行星(或彗星)与地球相撞的概率到底有多大?通过对近地小天体的观察,月球、水星和火星表面撞击坑密度、大小和年龄的研究与统计,美国地质调查局的天文学家休梅克估计,在目前的近地空间,直径为10米左右的近地小行星和近地彗星核约有20万颗,这些小天体平均每1000年与地球碰撞一次;直径大于1公里的近地小行星和近地彗星核数目高达2000颗,平均每10万年和地球碰撞一次。讲得更为具体一点,以直径1公里的小行星为例,按目前保险业常用的人均致死风险率进行计算,在任何年份,其撞击地球的风险概率为十万分之一,因撞击致死的作用是全球性的,相应地平均每人每年的致死风险也为十万分之一;美国每年大约有130人死于飞机失事,则每个美国人飞机失事的致死风险为二百万分之一。因此,小天体撞击地球的致死风险20倍于飞机失事的概率!
如此巨大的威胁存在于现在,同理可推,在史前时期一样存在着这种风险,而且,很有可能这种可能的威胁变成了现实,从而使得那些令今人叹为观止的史前文明遭受了灭顶之灾,化为灰烬。