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宇宙的神奇現象:流星雨並不美麗

流星雨並不美麗

星空的流星總是那麼美麗,可是科學家告訴我們:我們看到的流星僅僅只有豌豆大小,從地球大氣圈劫後餘生的隕星則大得多。每天至少有10顆重量超過1千克的隕星砸到地球表面,但我們幾乎看不見。

隕石是一種行星際物質碎片,有的灰塵般大小,有的直徑達數千米,它的軌道極不穩定,每天有無數顆砸到地球表面。

地球物理專家指出,一個相當不起眼的小行星若與地球發生碰撞,有可能會毀滅很多生命,但同時它也許會帶來新的生命物質。在隕星中找到的有機碳與氨基酸等,都是生命的基石。

如果1989年3月掠近地球的那顆直徑300米的小行星被地球引力誘捕而墜入地球,那麼它會變成一個隕星。

小行星和彗星被天文學家定位、命名,並且它們的軌道都能夠預測。而對隕星來說,只有當它們進入地球大氣圈時才會被檢測到,事實上它們是軌道不穩定的小行星。

一顆流星體是很小的物質碎屑,當它在大氣圈上層燃燒時,會在天空留下一道短暫而熾熱的白光。在晴朗的夜空能看到它。

有人會問:流星雨的發生都與彗星有關嗎?

我們現在知道,每年流星雨規律地發生是因為地球精確地在每年的同一時間攔截某一特定彗星的軌道。這些彗星中的某些雖然還沒有完全消失,但卻散落了大量物質碎屑進入它們的軌道。

當一個流星雨發生時,眾流星似乎是從一個固定點射出來,這個點稱為輻射點,而表面的擴散只是一種透視效應(一種光學幻象),因為地球正朝這些粒子流駛去。

一些歷史上著名的流星雨的確十分壯觀,1899年的一次大流星雨造成在1小時內出現10萬顆流星的壯觀景象。當時地球正穩步穿過坦普耳-圖特耳彗星軌道上的物質特別厚密的部分。雖然這個規律的流星雨的流星密度並不總是像1899年那次的那麼大,但它歷史上的記載卻可追溯到公元前7世紀,這個著名的天琴流星雨每年4月21日出現。英仙流星雨的記載可追溯到公元36年,寶瓶流星雨可追溯到公元401年。

總之,每年共有約24個規則的流星雨發生。它們幾乎都與彗星有關,不論是死的或活的彗星。儘管如此,發生在去年12月中旬的雙子流星雨卻與一個阿波羅家族的小行星法厄同有關。法厄同小行星或許是一個彗星的石質彗核被鎖定在一個軌道,該彗星古老的地幔層擁有豐富的物質顆粒。

單個的流星被稱作偶現流星,它們的來源是各種各樣的,包括瓦解的流星群、隕星撞擊後噴射出的物質以及同小行星相撞後的碎片。

它們是神秘的天外來客,按其成分可分為3種。一種是石質的隕星或稱為隕石,含有硅酸鹽。它們中的大部分含有球粒結構,一種在地球上沒有發現的球形物質,直徑大約為1毫米,由硅酸鹽橄欖石聚集而成。這種石質隕星是最常見的,占已發現的隕星的65%。

鐵質隕星或隕鐵是種金屬隕星,主要由鐵和鎳構成,在已知隕星中佔35%。

還有4%至5%的隕星為石-鐵質隕星或稱石鐵隕石,它們含有一半金屬,一半硅鹽。碳質球粒隕石是很稀有的石質隕石。

大多數的隕星來自太陽系誕生時形成的物質,但也有例外。一個大的名叫阿連德隕星的碳質球粒隕石於1969年墜落在墨西哥,它含有的一種白色物質似乎是在太陽系形成以前就有的。

物體越靠近地球表面,其所受引力越大。在地球大氣層的上部,一顆隕星每秒駛過數千米。在它的行程中由於摩擦產生大量的熱,當隕星離地面越近,它的速度越快,而摩擦力隨著大氣層變密而增大。

大約在100千米的高度,隕星因表面熔化白熱化而發光。沿著隕星的路徑,大氣層在高熱下開始點燃。這就形成了比隕星本身大許多倍的一條閃耀的尾跡。當熔化的物質從隕星後部流出來,就形成了大白天也能看到的一條白色尾跡,這個過程稱為燒蝕作用,通常當隕星在碰到地面之前,它的大部分都已銷毀。事實上許多小天體在它們到達地球表面之前已完全熔化。

當一個隕星穿過大氣層下部時,一種可怕的不斷增大的空氣壓力會導致聲震和衝擊波,這會給其結構帶來巨大的壓力。許多隕星,尤其是石質隕星,在它們墜地之前會爆裂成許多碎片。

一顆隕星的下落行跡如被觀測則稱作一次墜落,而那些被偶然發現的隕星則稱作發現物。許多隕星在墜地時絲毫未引起注意並且永遠不被發現,因為它們墜入了海洋或人跡罕至的地區。

最普通的石質隕星比金屬隕星更難發現。它們沉入地表被風雨所侵蝕直到與當地的岩石難以區分。金屬隕石十分重,從外觀上看,更易區分。它們不會被假冒得很厲害,而且能用磁性探測器或金屬敏感探測器檢測到它們,所以在博物館展出的大都是金屬隕石。

從隕石坑中能推測出什麼?

地球上已發現的撞擊隕石坑超過120個,大部分是2億年以內形成的。一般來說,更大的更老一些。一個靠加拿大安大略省薩德伯里的隕石坑,其直徑有145千米。它大約有18億歲了。另一個惟一與它一樣年紀的隕石坑是在南非的費里德堡。

加拿大擁有地球上殘存的大部分的隕石坑,儘管只有一個是老的。在魁北克的馬尼誇根湖的一個隕石坑大約有2.1億年的歷史,它注滿了雨水,現在已經形成了一個直徑74千米的湖,造成這個湖的隕石的直徑應該將近3千米。

地球上現存的最大的隕石坑來自於太陽系歷史中較近的時期。在亞利桑那州沙漠中的巴林格爾隕石坑是大約在3萬年以前由一個鐵隕星撞擊形成的。據估算,鐵隕星的直徑為60米,質量超過100萬噸。

世界上沒有爆炸的最大的隕石比起形成一些最大隕石坑的古老天體來要小得多。在非洲西南部納米比亞的霍巴西部隕鐵有60噸重,體積為2.75米×2.75米×1米。這可能是幾千年前落至地球的,但是沒有留下隕石坑。惟一合乎邏輯的解釋是它以一個很小的角度接近地球,導致它的速度比通常的情況要小很多。已知的第二大隕石重30噸,像最重的十大隕石一樣,是由鐵組成的。阿赫尼格亥托隕石或特恩特隕石於約1萬年前墜入格陵蘭的約克角。這最終成為約克角上愛斯基摩人的奇物,他們用隕石碎片製作魚叉的金屬頭。現在這塊隕石保存在紐約美國自然歷史博物館。

每年落到地球上的隕石物質使地球增重大約1萬噸,大多隕石物質不比沙粒大。大到足以產生「火球」的隕石是很稀有的。全世界的民間傳說都充滿著「轟隆隆的雷石」的故事以及其他奇妙的自然現象。一些重大的隕石墜落事件都有記載,儘管直到19世紀人們才普遍相信隕石來自地球大氣圈之外。

流星不但毀滅了恐龍……

說起恐龍,您大概會想到《侏羅紀公園》,會想到6500萬年前流星撞擊地球造成了它的滅絕一說。但您也許想不到,恐龍的成長壯大也是流星撞擊的結果。

6500萬年前的一個陽光燦爛的下午,烈日照耀下的熱帶灌木林中,許多不同種類和形態的恐龍平靜地像往常一樣或在湖邊漫步,或在水中覓食;在森林的邊緣,一隻剛剛孵完卵的鴨嘴龍正在蛋巢邊來回踱步;在一片開闊的原野上,一隻霸王龍正準備撲向一隻巨大的三角龍……

突然,一聲從來沒有聽到過的巨響打破了這個世界的安寧。一個直徑幾公里大的流星猛烈地撞到地球上。這一撞可不得了,相當於幾萬顆原子彈威力的爆炸在頃刻間發生,卷著塵埃的一個巨大的蘑菇雲迅速升起,直衝天空,而後瀰漫開來,最後把整個地球都籠罩在裡面。很快,恐龍就彼此看不見了,因為黑雲遮天蔽日,白天也沒有了陽光。這種恐怖的狀況持續了一兩年。植物的光合作用中斷了,因而大量枯萎、死亡。吃植物的素食恐龍因此相繼死去。以後,吃肉的恐龍也由於失去食物而滅絕了。

這是著名的小行星撞擊地球造成恐龍大滅絕的假想。但5月17日出版的最新一期《自然》雜誌刊載的一篇論文,卻另有獨到的見解。它在同意上述假想的同時,還認為正是兩億多年前的一場類似的災難,成全了恐龍,促使它成了地球的統治者。也就是說,恐龍的發展和毀滅出於同一個原因。

當時處於三疊紀末期、侏羅紀初期,地球上占絕對主導地位的是那些巨大的爬行動物。有科學家認為它們是現代鱷魚的遠古祖先。它們晃悠著碩大的身體,肆無忌憚地到處活動,放眼天下,沒有對手,想幹什麼就幹什麼;那時候的恐龍,五短身材,顯得弱不禁風,絲毫沒有競爭力;而那時候的哺乳動物是我們人類的祖先,身材更小,處境就更可憐啦!很可能戰戰兢兢地躲在岩石縫裡生存。

但一場撞擊改變了一切,結果是橫行一時的爬行動物消失了,以後的1.35億年里,恐龍統治了這個世界。論文的第一作者,美國哥倫比亞大學教授保羅·E·奧爾森說:「兩億年前,最大的食肉恐龍和現在的狗差不多大,不怎麼可怕。但後來它們越長越大,直到再次有小行星撞擊地球時滅絕。」

無獨有偶,恐龍滅絕後,和小狗一樣大的哺乳動物慢慢進化成了老虎、大象、鯨和人。頗有些地球無恐龍,哺乳動物稱大王的味道。

有道是「成也蕭何,敗也蕭何」,恐龍興盛的原因正是它最終滅絕的原因。對此,奧爾森解釋說:「在大災難面前,需要食物的小個子動物更容易存活。大個子反倒很難活命。」他還開玩笑說,科學家們都相信小個子恐龍能存活的說法,但它們都管那些活下來的叫鳥。

那麼,說兩億年前地球被天外來客擁抱過有什麼證據嗎?

奧爾森介紹說,銥是一種稀有金屬,在地球岩石中含量很低,但是在小行星和彗星上卻是一種很常見的物質。奧爾森率領的研究小組在北美的一些岩石中發現了大量銥,經檢測表明,這些銥是2億年前某個天外飛星和地球撞擊後的殘留物。

另外,在美國新澤西、紐約、賓夕法尼亞等地發現的動物足印,也可以證明碩大的爬行動物在兩億年前忽然消失,大約3萬年後,恐龍取而代之。

對於用足印來判斷物種的方法,科學界還有爭論,一個簡單的例子是,一隻家貓和一隻小老虎的足印幾乎沒什麼區別。但無論如何,足印比骨頭化石更容易發現,更能提供動物活動的全景畫面。「利用足印,我們可以更清楚地得到動物活動區域變化的信息,」奧爾森說。

足印的發現地點在湖底,科研人員可以利用那裡的岩石層,確認足印的「年齡」。幾個主要的爬行動物群體的足印在三疊紀(2.02億年前)時還大量存在,但在更年輕的侏羅紀卻不見了。

華盛頓大學地質學教授彼得·D·沃得說:「我認為足印方法很新鮮,很令人激動。我們得到的數據非常有意義。」

在這些地方發現的化石還表明,距今2億年前大多數植物死亡了,蕨類植物卻忽然繁盛起來。與此類似的是,恐龍在距今6500萬年前滅絕後,蕨類植物也曾盛極一時。

不知道看過恐龍王朝的興衰之後,你有沒有這樣的感覺:宇宙的一切安排都是公平而合理的,既然賜予你的生命,同樣也不可避免地可以宣布消失的判決。


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