對抗近地天體的地球保衛戰

原標題：對抗近地天體的地球保衛戰

周四 ·觀測指南|周五 · 深空探測

作者：毛明遠

校對：趙琨

本賬號系網易新聞·網易號「各有態度」簽約賬號

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近地天體包括接近地球軌道的彗星和小行星，我們將軌道最近距離小於0.05天文單位(750萬公里)的近地天體視為潛在威脅目標。它們大小各異，從僅有幾米大小的流星體到直徑幾公里的天體。一旦撞擊地球，較小的流星體通常會在地球大氣層燃盡，直徑越大，撞擊地面並引發災難的幾率逐漸增大。危害程度不僅取決天體的大小，還包括它的物質構成、相對速度以及撞擊地面的區域。岩石類小天體容易在進入大氣層時破碎，威脅區域更大；金屬類小天體撞擊區域局限，但局部撞擊能量巨大。近地天體對地球生物的威脅不容忽視！

2013年的撞擊事件

——車裡雅賓斯克隕石撞擊

2013年2月15日中午12時30分，一顆小天體墜落在俄羅斯烏拉爾山脈東麓的車裡雅賓斯克州。這個直徑僅20米的小天體凌空爆炸的能量就達到人類首顆原子彈的20-30倍。強大的衝擊波導致附近300棟房屋窗戶破碎，1200餘人受傷，110餘人住院治療，本次事件當地政府出動3萬人參與救援。

行車記錄儀拍攝到的小行星划過天際

Credit: 美聯社

衝擊波造成周圍建築物玻璃窗碎裂

Credit: Camera press

更暴力的撞擊事件

——通古斯大爆炸

1908年6月30日上午7時17分，發生在現今俄羅斯西伯利亞埃文基自治區上空的爆炸事件。該事件的主角是一顆直徑約40-60米的小天體，撞擊能量達到5-10兆噸TNT當量，相當於人類首顆原子彈的幾百倍，造成超過2000平方公里的樹木焚毀，附近650公里內的窗戶玻璃震碎。如果它撞擊的是大都市，將造成上百萬人遇難。美國宇航局估計有超過30萬顆直徑超過40米的近地小天體，而它們中的很多，我們依然很難在撞擊前幾天發現。

通古斯撞擊影響範圍相當於紐約的面積

Credit: Background map imagery from Mapbox; Damage pattern from Boyarkina, A. P., D. V. Demin, I. T. Zotkin, and W.G. Fast. 1964. 「Estimation of the blast wave of the Tunguska meteorite from the forest destruction.」 Meteoritika24:112-128 (in Russian)

造成恐龍滅絕的撞擊假說

6500萬年前中生代末白堊紀的生物大滅絕有諸多假說，但目前普遍被認可的是小天體撞擊假說。科學家估算，6500萬年前一顆直徑10公里的天體襲擊了地球，墜落點可能是在墨西哥尤卡坦半島，這裡的希克蘇魯伯隕坑巨大，通過岩層成分分析，K-T邊界(白堊紀-第三紀界限)岩石銥含量超過正常的200倍，這些銥很可能來自宇宙天體。而這次巨大撞擊影響全球，直接造成地球生物大滅絕。

宇宙中的暴力撞擊時常發生

——蘇梅克-列維九號彗星撞擊木星

1994年7月17日4時15分，蘇梅克-列維九號彗星與木星撞擊，彗星在距離木星地表4萬公里時受到來自木星的強大潮汐力作用破碎成21塊，最大的直徑超過2公里，以每小時21萬公里的速度墜入木星大氣層，撞擊痕迹超過地球直徑。木星質量巨大，它就像地球的防禦盾牌，在強引力作用下，天體撞擊幾率是地球的幾千倍。

彗星撞擊木星動圖

Credit: 馬克斯普朗克研究院

哈勃望遠鏡拍攝的紫外波段撞擊照片，上方黑點為木衛一，下方為撞擊後的痕迹

Credit: NASA

地球保衛戰打響

近期，美國政府發布了近地天體預案和行動計劃(雖然筆者還在貿易戰的憤怒中，但這項計劃還真是出發於地球人民福祉，或是出於美國人民福祉其他人沾光)，地球人不是坐以待斃，我們正在進行地球保衛戰！

Credit: NASA

上圖是截止2017年底近地小行星的觀測分析數據：底部橫坐標是近地小行星大小(km)；頂部橫坐標描述了不同大小對應不同的撞擊影響範圍，分為無影響、城市、地區、大陸和全球；縱坐標紅色曲線標識了估算的不同大小近地小行星數量；縱坐標藍色曲線標識了我們的觀測能力。通過該圖可以了解到：

• 近地小行星對人類的威脅不容忽視
• 我們的觀測能力還不足以完全預測和追蹤這些威脅

本次發布的報告設定了5個目標

1、提升近地天體的探測、追蹤和識別能力

2、優化近地天體的建模、預測和信息整合能力

3、研發改變小行星軌道和破壞小行星的方法

4、提升國際協作

5、強化和常態化近地天體事件緊急預演並形成行動標準。

在提升近地天體的探索、追蹤和識別方面，近幾年我們已有長足的進步，通過下圖1980到2017年底的觀測數據可以看出我們的觀測能力快速提升，我們可以提前發現和追蹤更多更小的小行星。

Credit: NASA

在面對小行星威脅時，目前我們已有幾種技術方案來干預，比如使用重型航天器牽引或直接撞擊來改變小行星的運動軌跡；還有可以以暴制暴，直接使用核武器提前破壞小行星。以上方案雖然都貌似能夠通過現有技術力量實現，但截至目前仍未進行過任何實踐。面對近地天體的威脅，確實需要建立全球合作機制，美國政府的報告僅僅是這場長久戰役的一個序曲，我們期待更多國家和機構的加入，共同保衛地球！

報告原文可前往美國白宮官網下載

https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2018/06/National-Near-Earth-Object-Preparedness-Strategy-and-Action-Plan-23-pages-1MB.pdf

6月16日蘇州上空的金星伴月

作者：江蘇省人民醫院李菊明

設備：IPhone

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