撞擊地球並殺死恐龍的碎片

科學提供了對威脅地球的物體的認知以及偏轉它們的方法

大約6600萬年前,恐龍抬頭看到一塊巨大的岩石,其長度與曼哈頓相當(直徑7-50英里),在天空中變得越來越大,這景象一定令人驚歎。但是,當這塊岩石撞擊地面,在墨西哥尤卡坦半島附近炸出一個巨大的希克蘇魯伯隕石坑,直徑93英里時,樂趣就戛然而止了。如果不是這次撞擊導致的大滅絕,人類這個物種當時並不存在,今天可能也不會存在。

但是,我們有希望類似的滅絕事件在未來不會重演,因為科學可以保護我們免受災難。如果恐龍擁有望遠鏡,它們本可以識別出正在接近的岩石,並可能將其偏轉,使其避開地球。原則上,天文學可以拯救生命。

考慮到這一點,美國國會責成NASA識別出90%的所有大於140米、對地球構成碰撞風險的物體,即所謂的近地天體(NEOs)。泛星計劃望遠鏡開始應對這一挑戰,並在巡視天空時發現了ʻOumuamua,建立了我們與星際物體的首次邂逅


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但是,引發地球上四分之三的動植物物種白堊紀-第三紀(K-T)滅絕希克蘇魯伯撞擊器的起源是什麼?直到現在,它的來源仍然是個謎。天文學家計算出,主帶小行星長週期彗星的撞擊率太低,無法解釋希克蘇魯伯事件相對較近的發生時間。

在我和我的學生阿米爾·西拉吉合著的一篇新論文中,我們表明,來自太陽系外圍的這些長週期彗星的一部分在靠近太陽時可能會破碎成碎片。它們的破碎產生了一系列穿過地球軌道的碎片。我們發現,這種碎片群將巨型岩石撞擊地球的機率提高了一個數量級,使其與希克蘇魯伯隕石坑的年齡相符。希克蘇魯伯撞擊器的彗星起源也解釋了地球上最大的已確認撞擊坑弗裡德堡隕石坑的成分——它是希克蘇魯伯隕石坑的兩倍大。此外,碎片模型暗示,比希克蘇魯伯撞擊器小一個數量級的碎片應該每百萬年撞擊地球一次,這解釋了為什麼扎曼申隕石坑(比希克蘇魯伯隕石坑小10倍)在過去一百萬年內形成,並且具有彗星成分。

我們如何減輕太陽系碎片帶來的風險?在三年內,智利的維拉·C·魯賓天文臺將開始執行有史以來建造的最大的CCD相機,畫素為32億。它將使用8.4米的主鏡巡視天空,每晚產生30太位元組的資料。由此產生的空間和時間遺產巡天(LSST)將識別出60%的所有大於140米的近地天體,使我們離國會的目標更近三分之二。

如果識別出危險的近地天體,我們可以使用各種策略來偏轉它,使其避開地球。偏轉技術包括啟動類似檯球的彈丸撞擊踢;透過大型航天器進行引力牧羊;在近地天體的一側塗漆以增加太陽的輻射壓力;以及使用各種選項,例如用雷射或離子束照射它、將陽光聚焦在它上面、在其上安裝發動機或在其表面引爆炸彈,所有這些都是透過蒸發氣體的火箭效應將近地天體軌道從地球移開。我們選擇哪種方法將取決於物體的大小和成分。

顯然,體型大小不是衡量適應性的標準。與恐龍的巨大身軀相比,人類的小腦可能對生存更有價值。相對於早於我們的恐龍,科學是我們最寶貴的優勢。

但我們的優勢也帶來了對地球未來的一種責任感。科學透過全球範圍內的合作蓬勃發展,不受邊界或民族身份的阻礙。對我們生存的主要風險並非來自從天而降的岩石,而是來自我們自身的行為。我們面臨的最大挑戰是如何促進長期生存,而不是透過我們啟用的技術走向自我毀滅的邊緣。

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