末日之角

當小行星撞擊行星時,不僅僅是能量的問題

C. Scharf 2020年

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


今天,這個故事已廣為人知,從教室到卡通片,隨處可見:大約六千六百萬年前,尤卡坦半島遭遇了非常糟糕的一天。一個直徑超過10公里的外星物體在地球穿過該點的同一時刻精確地與地球軌道相交。在瞬間,這個巨大的物體以巨大的衝擊波推開大氣層,並犁入地球表面。

它釋放了難以言喻的能量(可能達到相當於一億兆噸TNT炸藥的爆炸能量),炸出了一個寬一百五十公里、深三十公里的隕石坑。它引發了有機物質的大規模燃燒。它引發了波及全球的海嘯,包括到達當時的北美內陸海域。它還將汽化的岩石、塵埃和改變氣候的氣體泵入大氣層,導致地球上75%的動植物物種滅絕(儘管一些科學家仍然指出,同期正在發生的大規模火山活動是罪魁禍首或促成因素)。

但是,像許多現象一樣,細節至關重要。就希克蘇魯伯撞擊和其他大型撞擊而言,不僅僅是撞擊物體的質量和速度——無論是小行星還是彗星。事實證明,撞擊的方向或角度也至關重要。


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在 Collins 等人最近發表在《自然通訊》上的一項研究中,這個因素受到了新的審視。作者結合尤卡坦半島撞擊事件的 3D 計算機建模,以及關於隕石坑詳細結構和構造(包括海洋科學鑽探任務正在採集的深部巖芯樣本)不斷增加的資料集,構建了一個關於傾斜撞擊的論點。

具體來說,他們認為撞擊物從東北方向以與水平面呈 45 到 60 度的角度撞擊。根據他們的模型,這也意味著,與相同質量的撞擊物從近乎垂直或更淺的角度撞擊相比,這種撞擊可能釋放出更多改變氣候的氣體。原因在於 6600 萬年前尤卡坦地區地質的微妙之處,以及撞擊的深度和強度。以 30 到 60 度之間的角度撞擊,確實是將大量二氧化碳和硫磺噴射到環境中的“最壞情況”——係數為 2 到 10 倍。

這有點像雪上加霜。尤卡坦半島那糟糕的一天因為撞擊角度而變得更加不幸。這也表明,要判斷小行星撞擊對地球歷史和生物圈的影響,需要更加謹慎地確定細節。這包括我們未來可能發生的任何撞擊。

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