地球|如果太阳系最大彗星撞上地球:100万年都认不出来
最近发现的奥尔特云彗星“伯纳迪内利-伯恩斯坦”(Bernardinelli-Bernstein)拥有已知最大的彗核 , 直径估计可达119公里 。那么 , 这颗彗星会对地球产生什么样的影响呢?
地球正面临着一个巨大的生存威胁 , 来自太阳系遥远边缘的奥尔特云 。这是一个形成于太阳系之初的球体云团 , 主要由形成太阳和行星的原始物质的残余组成 , 与地球的距离从1000倍天文单位到1~2光年不等 。
如今 , 这些主要由“冰”(由水冰、甲烷、乙烷、一氧化碳或氰化氢等物质组成)和岩石组成的天体仍在太阳系最深处以缓慢、准稳定的轨道运行 。
但每隔一段时间 , 一次偶然的引力碰撞便会扰乱其中某个特定天体的轨道 , 使其倾斜进入太阳系内部 。
尽管这些天体的周期可以长达数百万年 , 但来自另一个大质量天体的引力“助推” , 可能会让它们中的任意一个进入可能最终撞上地球的轨道 。
伯纳迪内利-伯恩斯坦是迄今为止发现的最大的彗星 , 根据计算 , 它在穿过太阳系时并不会撞击地球 。但是 , 这颗彗星在遥远的未来会发生什么 , 我们只能猜测 。如果它与地球的碰撞真的发生 , 会是什么样的场景呢?
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这张伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星(编号为C/2014 UN271)的照片拍摄于2017年 , 当时该彗星距离地球约25天文单位
当一个物体撞击地球时 , 就其所造成的破坏而言 , 我们担心的主要有三点:
(1)物体的质量 。
质量越大 , 地球吸收的能量就越大 , 破坏也就越大 。如果你将撞击物体的质量加倍 , 传递到地球上的能量也会加倍;
(2)物体移动的速度 。
物体移动得越快 , 它所带来的动能就越大 , 而这些动能在撞击时就会消散到地球上 , 从而造成我们必然会担心的破坏性影响 。
如果你把撞击物体的速度提高一倍 , 注入地球的能量就会翻四倍——碰撞中传递的能量与撞击物体相对地球速度的平方呈正比 。
(3)物体是由什么组成的 。
成分并不能决定一切 , 但一个“更多岩石”的物体通常比一个“更多冰”的物体危险得多 , 原因有以下几个:小行星更有可能撞击地面并形成撞击坑 , 而彗星更有可能在空中爆炸;
彗星有更多的挥发物 , 因此更有可能分裂成更小的碎片 , 其中一些可能完全与地球擦肩而过 , 而那些撞上地球的碎片肯定会在大气中消耗一些能量;
最后 , 小行星中含有更多的微量元素 , 摄入或吸入这些元素可能会产生毒性效应 , 因此它们对生命的威胁更大 。
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围绕着太阳的内外奥尔特云的图解:内层是环形的 , 外层是球形的 , 实际范围可能小于1光年 , 也可能在3光年以上
当然 , 我们还需要考虑其他问题 , 比如撞击的位置和角度 , 但只有这些撞击的规模比较小时 , 这些担忧才有意义 。
这里的“比较小” , 指的是撞击事件不太可能导致大规模的生物灭绝 。
一般来说 , 如果一个撞击地球的物体直径达到1公里或更多时 , 就将构成严重的威胁;不仅可能意味着人类文明终结 , 还可能导致绝大部分地球现存物种的灭绝 。
【地球|如果太阳系最大彗星撞上地球:100万年都认不出来】作为参考 , 在6500万年前撞击地球、导致地球历史上第五次大灭绝的天体 , 几乎可以肯定是一颗小行星 , 而不是一颗彗星 。
通过对希克苏鲁伯撞击坑的探索 , 包括撞击坑的大小 , 以及在全球各地的沉积岩地层中发现的富含铱的火山灰层 , 都有力地表明当时撞击地球的是一颗小行星 。
小行星撞击地球的可能性也明显高于彗星 , 因为它们:
(1)一开始就与行星几乎在同一个平面上;
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