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外星人飛船墜毀通古斯,還是小行星當空爆炸?

1908年,在通古斯上空爆炸並夷平了那裡數百萬顆樹木的,到底是什麼東西?

(文/ Katia Moskvitch)1908年6月,一個寧靜的星期二,時間剛過早上7點,一個耀眼的火球劃破了西伯利亞的天空。幾分鐘後,巨大的爆炸推到了80萬棵樹木,就連距離爆炸地點60千米遠的地方,站立的人也被掀翻在地。這是一場外星人混戰的最終結果,一艘飛船在半空中被摧毀,其他飛船則返航並消失在了太空之中。

這是79歲的退休俄羅斯物理學家維克多·茹拉夫廖夫(Viktor Zhuravlyov),在用他顫抖的聲音,以絕非正統的方式告訴我,那天在通古斯到底發生了些什麼。這個難題讓科學家為之著迷了一個多世紀。毫無疑問,某樣東西在西伯利亞針葉林上空發生了爆炸——但它究竟是什麼?

1959年,剛從托木斯克州立大學畢業的茹拉夫廖夫,便加入了首批前往通古斯地區考察的一支探險隊。從距最近的瓦納瓦拉鎮走到那裡,他花了3天時間。但無論是他,還是曾經造訪過那裡的數百位科學家,都未曾發現一個隕擊坑,也沒找到任何隕石碎片。

因此,他們只能繼續猜測。它是一顆冰質的彗星?一顆小行星?地球噴湧出的一團巨大的甲烷氣體雲?反物質?撞上地球的黑洞?還是外星人?所有這些想法都被提了出來,但它們都有不合理之處,使得通古斯爆炸一直籠罩神秘之中。

天空中出現的另一個火球,或許終於可以揭開它的面紗。2013年初,在俄羅斯的車裡雅賓斯克地區,成千上萬人看到一個大火球,划過了早晨的天空,隨即發生了爆炸。視頻畫面以及政府監控感測器對它的測量,為一顆大型流星體進入地球時會發生什麼,提供了前所未有的洞見。發生在車裡雅賓斯克的事件,將幫助我們一勞永逸地解決通古斯大爆炸之謎。

通古斯大爆炸

那麼,關於通古斯大爆炸,我們到底都知道些什麼?科學家掌握了這場爆炸造成的破壞程度,以及由此產生的地震波的強度,但其餘數據都建立在有著各異不確定性的估計之上。據推測,通古斯大爆炸發生在地面上方5~10千米處,釋放出的能量至少是廣島原子彈的1000倍,產生的巨大衝擊波推倒了樹木,並引發了火災。

如果最初刊載於報紙上的新聞報道可靠的話,那它就不會是一個謎了。1908年7月10日,頓河畔羅斯托夫的《南方電訊報》肯定地宣稱,這是一起隕石撞擊地球事件。報紙甚至還援引了目擊者的描述:「隕石墜落時伴有極大的噪音,然後是震耳欲聾的撞擊…… 一列正在該地區行駛的火車停車,乘客們湧出車廂,想去一看究竟。但由於高溫,他們無法近距離觀察那塊隕石…… 之後,當它冷卻下來,其他人對它進行了仔細檢查。據他們說,隕石几乎完全被埋在地下,只有頂部可見,呈白色。」

但是,第一支科考隊到達事發地點時,已經過去了許多年。當時,俄羅斯還有其他的問題——1905年俄國革命,1917年第一次世界大戰和十月革命。一顆墜落的隕石,絕非當務之急。最後,直到1921年,俄羅斯礦物學家列昂尼德·庫利克(Leonid Kulik)才抵達西伯利亞中部,開始尋訪目擊者。他們的證詞使他相信,通古斯火球確實是一顆隕星。但當他於1927年返回那裡並最終到達現場時,事情大大出乎了他的意料。根本就找不到目擊者證言中提到的白色隕石,而且也沒有發現隕石的任何碎片,庫利克甚至連隕擊坑都沒有找到。

他看到的是數以百萬計的被破壞的樹木。其中一些仍然屹立著,光禿禿的猶如電線杆,但大多數已經倒下,形成了奇怪的放射狀圖案,根部則指向了爆炸中心的位置。

庫利克的報告引發了全世界的好奇心。後來,他在第二次世界大戰中參戰,不幸陣亡。之後莫斯科派出了另一支遠征隊前往那裡。1958年的這支遠征隊,由俄羅斯維爾納茨基地球化學及分析化學研究所的地質學家基里爾·弗洛仁斯基(Kirill Florensky)領導。「20世紀50年代末,有一個觀點認為,這是一顆徹底瓦解的冰質彗星或小行星,我們要去尋找的,應該是源自它們的物質,」該研究所隕星實驗室現任主任米哈伊爾·納扎羅夫(Mikhail Nazarov)說,「可怕的是,如果這個天體進入大氣層的時間延後5個小時,它就會擊中聖彼得堡,摧毀那座城市。」弗洛仁斯基的科考隊搜查了樹林和沼澤,卻連形似隕石殘骸的東西都沒有發現,他們得出結論認為,沒有東西撞擊到地面;通古斯大爆炸最可能是一場空爆—— 一場發生在大氣層中的爆炸。

但是,是什麼引發了爆炸呢?要知道,當時正是不明飛行物(UFO)目擊事件新鮮出爐的年代。包括科學家在內,許多人很容易就會因為看上去異常的現象而感到興奮,並提出大膽的解釋。對於一些人來說,外星人飛船間的激戰似乎並不誇張。

直到2013年3月,烏克蘭數學家弗拉基米爾·魯布佐夫(Vladimir Rubtsov)還在arXiv伺服器上張貼了一篇論文,提出造成通古斯事件的,既不是彗星,也不是小行星,而是某種新的未知天體——甚至可能是一艘外星飛船。在完成了《通古斯之謎》一書後不久,他便死於癌症,享年64歲。他在這本書中詳細介紹了對該事件的許多不同的解釋。「我丈夫一直痴迷於通古斯大爆炸,直到他去世的那一天。解決這個謎題對他來說非常重要,」他的遺孀納塔利婭·凱蒙楚娃(Natalia Kamentseva)說。

絕大多數科學家一直試圖尋求一個更傳統的解釋。例如,2008年,美國行星科學研究所的娜塔莎·阿特米耶娃(Natasha Artemieva)使用計算機建模來研究,空中爆炸是否會產生在通古??斯地區看到的那種破壞。她的計算表明,一個直徑40米的物體在空中爆炸所引發的衝擊波,可以推倒那些樹木,讓它們形成獨特的放射狀圖案。

但並不是每個人都同意空中爆炸理論。義大利博洛尼亞大學和海洋地質研究所的朱塞佩·隆戈(Giuseppe Longo)及其團隊相信,那裡存在一個隕擊坑,而且聲稱已經找到了它。1999年,他們前往西伯利亞,直奔切科湖而去。隆戈認為,在1908年之前的任何地圖上,都沒有記載過這個湖。不幸的是,在通古斯爆炸前,當地人似乎就已知道有這個湖存在了。

納扎羅夫也去過事發地點。20世紀80年代,他對那裡的泥炭沼澤進行了分析,因為包含死亡植物的泥炭層很容易用來確定年代。「在對應於1908年的沼澤層中,我們發現了含量超多的銥,」納扎羅夫說,「這是一種天體上常見的典型元素,但在地球上含量通常很小。」這為下面這種觀點提供了佐證,即來自太空的一個物體在底層大氣中快速減速,進而發生爆炸,把外來的元素散播到了地球上。其他科學家也證實,通古斯爆炸地點有銥存在。但是,造成這一破壞的,是一顆彗星,還是一顆小行星?由於沒有找到殘骸,納扎羅夫認為是彗星,但包括隆戈在內的其他人則偏向於是一顆小行星。

歷史重現

在原地打轉了一個多世紀後,科學家現在得到了一個解開這個謎題的機會。回到2013年2月15日位於烏拉爾山脈附近的車裡雅賓斯克地區。又一次,一個明亮的火球點亮了早晨的天空。幾秒鐘後,它發生爆炸。爆炸產生的衝擊波震碎了窗戶,導致1200多人受傷。

2013年2月15日,一個明亮的火球划過車裡雅賓斯克上空,幾秒鐘後發生爆炸。

不過這一次,人們找到了岩石碎片,可用於研究分析。這些碎片表明,一顆岩質小行星在距離地面20~25千米高的地方發生爆炸,導致了車裡雅賓斯克事件。美國宇航局月球科學與探索中心的首席科學家戴維·克林(David Kring)說,這顆流星以較小的角度向我們飛來,可能「就來自於小行星帶」。

得益於很多俄羅斯司機為解決交通事故糾紛而安裝的儀錶板攝像機,這一事件被很好地記錄了下來。這場爆炸還產生了人耳聽不到的響亮的次聲波,也被全球旨在監測核爆炸的感測器網路清晰地監聽到了。這些測量結果表明,車裡雅賓斯克空中爆炸的能量相當於40萬噸TNT,是廣島原子彈威力的30多倍。在此基礎上,科學家計算出,這個流星體進入大氣層時重約1萬噸,直徑約18米。最重要的是,這顆流星的火球和爆炸,都顯現出了與通古斯事件驚人的相似性。

有了所有這些數據,科學家希望能做一次「時間旅行」。美國宇航局馬歇爾太空飛行中心流星體環境辦公室主任、天文學家比爾·庫克(Bill Cooke)說,他們想用車裡雅賓斯克事件「來更好地限定1908年發生在西伯利亞的那次事件」。

彗星和小行星都能產生足夠劇烈的空中爆炸,引發衝擊波能把松樹和杉樹連根拔起。然而克林說,彗星在同一高度上爆炸產生的破壞,威力可以比小行星更大。

研究人員計劃對車裡雅賓斯克事件的能量、爆炸高度和破壞情況進行精確測量,並整合對小行星殘骸的分析,以此建立一個計算機模型。一旦有了這個模型,他們就會對事件進行計算機模擬,之後就可以把它運用到通古斯大爆炸上。

雖然根據對激波的測量以及來自核試驗的數據,我們對通古斯爆炸的高度已經有了很好的估計,但關於這一事件能稱之為確鑿的數據,仍然只有地震記錄和破壞程度。其他因素都存在著不確定性。「爆炸當量相當於200萬噸還是2000萬噸TNT?我們不知道,」克林說,「但利用車裡雅賓斯克模型,並根據破壞程度進行校準,我們將會知曉這個數字。」

一旦確切知道了能量,科學家就能直接確定那個物體的質量。克林說:「我覺得很多人會認為,對車裡雅賓斯克事件的觀測結果將支持這樣一個觀點——通古斯事件其實是由一顆鬆散的石質小行星引發的,而不是彗星。」然而,英國倫敦帝國學院的加雷斯·柯林斯(Gareth Collins)認為,現在就放棄彗星還為時過早。畢竟,科學家已經知道彗星可以攜帶許多能量,蘇梅克-列維9號彗星就是一個很有說服力的例子,它在1994年撞上了木星,在這顆行星上留下了清晰可見的傷痕。

車裡雅賓斯克的火流星,與100多年前的通古斯大爆炸,存在不少相似之處。圖片來源:《新科學家》

美國桑迪亞國家實驗室的馬克·博斯勞(Marc Boslough)已經深入研究了這些數據,可能很快就會有一個明確的答案。即便是在車裡雅賓斯克事件發生之前,利用估計出的數據,他就一直在對通古斯事件進行計算機模擬。

現在,他確信自己能夠改善這一模型。「我認為,車裡雅賓斯克事件會增加之前我們對通古斯大爆炸模擬的可信度。」他還說,他已經把車裡雅賓斯克事件的有關數據,輸入到了先前他用來模擬通古斯大爆炸的模型當中。下一步,他將採用新的模型來進一步研究通古斯事件。

但是,如果通古斯大爆炸確實由一顆小行星引發,那麼一塊巨型太空岩石發生爆炸後怎麼會沒有留下任何痕迹呢?每天有小流星體爆炸和碎裂,但直到2013年車裡雅賓斯克事件之前,仍有一些人不肯接受大型太空岩石也會爆炸的觀點。

重金屬

一種可能的解釋就在於鐵。含有大量鐵的流星體,往往會在穿過地球大氣層的旅程中倖存下來。以1947年墜落在俄羅斯遠東地區群山中的老爺嶺隕石為例。它超過90%是鐵,進入大氣層後會碎裂成幾塊,最大的重達1,750千克。

相比之下,車裡雅賓斯克的隕石則被歸類為「LL型球粒隕石」,這意味著它金屬含量低,而且鐵含量尤其低。這大大削弱了這類石質流星的結構,因此它們會破裂成無數碎片。歐洲空間局近地天體小組的負責人德特勒夫·科希尼(Detlef Koschny)說:「用一塊石頭和一塊鐵作比較:如果你用鎚子敲擊它們,石頭會破碎,而鐵只會出現一個凹痕。」

當一顆石質流星以超音速穿行於大氣中時,產生的熱量會燒蝕其自身的物質。隨後它會進入到極超聲速激波之中,在到達地面之前發生爆炸。「我們在車裡雅賓斯克事件中看到了這一過程,而且根據目擊者的說法,這顯然也發生在了通古斯事件中,」科希尼說。

車裡雅賓斯克和其他火流星事件的教訓是,如果你想找到些什麼的話,最好儘快趕到現場。「對於通古斯大爆炸,第一次科學考察是在事發後差不多20年,」科希尼說,「但隕石會隨著時間發生改變。它們會被風化,各種東西開始在它們之上生長。一旦當它們落到地球上,就會被改變。所以,除非你收集了很多樣本,並在實驗室里對每一樣都進行分析,否則你永遠也不會找到任何東西。」

但最起碼,車裡雅賓斯克事件可以幫助排除所有其他的理論。科希尼說:「當然,如果它是一個UFO,或者是美國的秘密武器,那會更有趣,但我恐怕它大概不是。」

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