為什麼撞擊坑總是圓形的?大多數入射物體必然以一定的角度從垂直方向撞擊,那麼為什麼大多數撞擊地點不是細長的、淚滴狀的?

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哈維·穆德學院物理學副教授格雷戈裡·A·利曾加回復

“當地理學家和天文學家最初認識到月球和地球上的隕石坑是由撞擊產生的時,他們推測大部分撞擊體可能仍然埋在隕石坑底部的表面之下。(人們花費了大量精力試圖找到一塊巨大的、埋藏的鎳鐵隕石,據信它位於亞利桑那州溫斯洛附近著名的巴林傑隕石坑之下。)然而,很久以後,科學家們才意識到,在典型的太陽系速度——每秒幾公里到幾十公里——任何撞擊體在撞擊時都必須完全汽化。”

“當小行星與行星碰撞的那一刻,小行星巨大的動能會爆炸性地釋放出來。能量非常突然地沉積在行星地殼的單點位置。這種突然的、集中的釋放比任何東西都更像是一顆威力極大的炸彈的爆炸。就像炸彈爆炸一樣,形成的隕石坑形狀是圓形的:噴射物會均勻地向四面八方拋射,而與炸彈可能來自的方向無關。”


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“這種行為可能與我們日常生活中向沙箱或泥土中扔石頭的經驗相悖,因為在這些情況下,“隕石坑”的形狀和大小主要由剛性撞擊器的物理尺寸決定。然而,在天文撞擊的情況下,隕石的物理形狀和接近方向與它攜帶的巨大動能相比是微不足道的。”

“這條規則的例外情況只發生在撞擊以極淺的掠射角發生時。如果撞擊角度非常接近水平,則撞擊小行星的底部、中部和頂部將撞擊表面上沿線分佈的不同點。在這種情況下,能量不是沉積在一個點上,而是會在一個細長的區域內釋放——就好像我們的“炸彈”呈長桿狀。”

“因此,只有當撞擊角度非常淺,以至於撞擊器的不同部分在與整個隕石坑的最終尺寸相比可觀的距離範圍內撞擊表面時,隕石坑最終才會呈現細長或橢圓形的形狀。由於最終的隕石坑可能比撞擊器的直徑大 100 倍,因此這要求撞擊角度與水平方向的夾角不超過幾度。因此,正如觀察到的那樣,絕大多數撞擊都會產生圓形或近乎圓形的隕石坑。”

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