北大焦维新教授：人类会因“天地大碰撞”走上恐龙的灭绝之路么？
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作为地球的霸主，恐龙被认为消失于一场行星碰撞，人类会因为同样的原因走向灭亡么？来听北大教授焦维新的见解。
整理/北京科技报采访人员 马思遥
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“我们是谁？我们从哪里来？我们要到哪里去？”这是西方哲学世界永恒命题，在科学领域，人类同样面临着类似的问题。认识生命、认识人类、求本溯源、预测和改变未来几乎是所有科学家正在努力做的事。对于人类未来的命运，各种假说层出不穷。
恐龙曾经是地球的霸主，他们统治地球长达1.6亿年，然而却在6500万年前在一场“天地大冲撞”中遭到灭顶之灾。因此，在人类未来命运的众多假说中，“人类会像恐龙一样，毁于行星冲撞”的论调，受到很多的人的推崇。地球还会再受到小行星撞击么？人类会因此灭绝么？北京大学地球与空间科学学院焦维新教授带来了他的看法。
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撞击地球的小行星分几种？
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对于地球是否会遭受到小行星的撞击以及撞击会造成多大的影响，首先我们需要清楚撞击者的“底细”，所谓“知己知彼百战不殆”，调查清楚小行星的种类对于研究撞击影响而言至关重要。
根据焦维新教授的介绍，撞击地球的小行星分为三类：
流星体：
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运行在星际空间的固体颗粒，体积比小行星小但比原子或分子还大。英国的皇家天文学会则提出较明确的新定义：流星体是直径介于100微米至10米之间的固态天体。小行星：
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在流星体的概念上，直径大于10米的被称为小行星。当小行星或者流星进入大气层后，和大气摩擦，燃烧闪光的叫做流星，没有进入大气层的则被称为流星体，没有烧尽的落到地面上则成为陨石。
流星雨：
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在夜空中有许多的流星从天空中一个所谓的辐射点发射出来的天文现象。小行星和地球的那些亲密接触
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了解了这些天外来客的分类，接下来就是按照他们的种类分析他们来到地球后造成的影响，一般而言，从历史的记载来看，小行星光顾地球的数量众多，大多数并没有造成很严重的影响。
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比如：公元616年1月14日，陨石砸死了10中国人；
公元764年，陨石击中日本的一栋房子；
1761年陨石击中法国一栋房子；
1879年法国一农民被陨石击中死亡；
1911年埃及一条狗被陨石击中；
1938年美国人的一辆轿车被陨石击中；
1961年陨石击中美国一家屋顶；
1965年英格兰两栋建筑和一辆轿车被陨石击中；
1991年陨石击中日本一艘货船；
1997年穿进法国人的一辆轿车；
1998年陨石落到距离高尔夫运动员一米的地方；
似乎小行星造成的损失并不大，但并非所有小行星都是如此的温柔。还有很多极端分子造成了毁天灭地的严重灾害。
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▲来自2017年中秋夜香格里拉陨石坠落事件中的一个碎片
我国最近的一次小行星撞击发生于北京时间2017年10月4日。当晚20时07分05秒我国云南香格里拉县城西北40公里处，爆炸当量相当于540吨TNT，比2014年的锡林格勒事件（450吨）略强。由于空爆高度不足40公里非常低，因此有陨石在未燃尽前就落到地面的可能性。小行星相对地球的速度为14.6千米/秒，空爆高度只有37公里，有部分未燃尽的陨石落到地面。
2013年2月15日中午12时30分左右，俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件。根据俄紧急情况部的说法，坠落的是一颗陨石，直径达到18米，重约1万吨。它在穿越大气层时摩擦燃烧，在近地约23公里发生爆炸，威力相当于30颗广岛原子弹。爆炸过程中产生了大量碎片，形成了所谓“陨石雨”。在坠落区域，许多建筑的窗户玻璃破裂，该事件已造成1200多人受伤。是100年来规模最大的小行星爆炸事件。
此外，在更久远的时代……
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▲美国亚利桑那州陨石坑
距今约5万年前，美国的亚利桑那州遭到陨石撞击，形成了一个直径约直径1.2公里、深180米的巨大陨星坑。陨星的质量估计有几百万吨，进入地球大气的撞击速度在10～20公里每秒之间。撞击时释放约1千万吨TNT当量，相当于一枚大型核弹。
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▲恐龙灭绝示意图
在6500万年前，墨西哥的尤卡坦半岛，一颗直径大约10公里的陨石从天而降，飞快地撞击地球，引起了巨大的海啸和全球大火，大地被淹没，森林被烧毁，烟尘遮天蔽日终年不散，植物因无法进行光合作用而枯死，动物则因得不到食物而大量灭绝。恐龙也被认为是在这场灾难中永远地告别了地球。
根据观测的结果显示，小行星撞击地球最为严重的时期约为39-41亿年前，随后数量减少。对于撞击的小行星，如果直径小于15米，一般不会对地面产生影响，几乎每年、每天都有。直径15-100米的小行星直接撞击到地球表面，会形成陨石坑。其中直径15-50的小行星撞击地球，一般100年/次；直径100米左右的小行星撞击地球，一般1000年/次；直径100米-500米的小行星，撞击地球会产生直径为3公里的陨石风，导致尘埃笼罩，直接影响十公里范围内的区域，很多建筑物会被空气气波所摧毁；直径1000米的形体撞击，可能会毁灭一个国家，产生全球性影响，如气温降低等，根据历史记录大约为50万年/次。
那些对我们“虎视眈眈”的天体
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所以说我们生活的地球时刻沐浴在“陨石雨”之下，只不过当前人类尚未经历较大级别的小行星撞击而已。因此对于那些有可能对地球产生撞击，虎视眈眈的看着我们的天体，我们要格外小心。
一般而言，可能会对地球产生撞击的星体有：近地小行星、火星和木星轨道上的主带小行星、外来彗星、彗木撞击的碎片等。
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近地小行星指的是轨道与地球轨道相交的小行星，这类小行星存在着撞击地球的风险，到2017年一共发下了17448颗近地小行星，而且每年还在以一千多的数量持续增长。其中直径大于150米、离得地球很近，撞击后可能摧毁一个国家、地区的较大威胁有1872颗。
主带小行星指的是太阳系内火星和木星轨道之间大量密集的小行星，最大的直径近千公里。
外来彗星指的是偶然闯入内太阳系的彗星，由于其轨道存在不确定性因此对地球也存在较大威胁。
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▲飞向木星的彗星碎片
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▲彗木相撞示意图
彗木相撞，由于木星的引力巨大，一般而言，木星会捕获一些小行星与其相撞，一定程度上成为了地球的“清道夫”，但是如果较大天体如彗星与木星相碰撞，产生的碎片很有可能溅射到地球，让老实憨厚的木星成为撞击地球的刽子手。1994年“苏梅克—列维9号”彗星与木星相撞，在7月17日4时15分到22日8时12分的5天多时间内，彗星的20多块碎片接二连三地撞向木星，这相当于在130多个小时中，在木星上空不间断地爆炸了20亿颗原子弹，释放出了约40万亿吨“TNT”烈性炸药爆炸时的能量。
此外，还有几个小行星已经上了人类的“黑名单”，对他们严加防范。
?黑名单一号：阿波菲斯
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阿波菲斯发现于2004年，直径约390米。2013年2月15日，阿波菲斯距离地球表面27700公里处飞越，而地球同步轨道卫星距离地球表面36000公里。根据计算表明，阿波菲斯于2036年4月13日撞击地球的可能性约为二十五万分之一，在2029年4月14日4时49分到达距离地球东半球地表29450公里处，从而创造最接近地球的记录。如果阿波菲斯若真的与地球发生撞击，那么其将释放约6400万亿千焦能量，威力相当于当量为15.3亿吨TNT炸药爆炸。
?黑名单二号：1999RQ36
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1999RQ36小行星，发现于1999年，其直径大约560米，据美国国家科学院报道称，该小行星如果碰撞地球将带到致命性灾难，经过计算他们发现2182年该小行星碰撞地球的概率较高。
?黑名单三号：1950DA
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▲波多黎各的阿雷西博天文台观测到的1950DA小行星图像
科学家早于1950年发现这小行星，但它其后一度消失近半世纪。日前，美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的研究人员通过计算机模拟的结果显示，编号为1950DA的小行星很可能在2880年3月16日飞临地球时受地球引力而坠落到距离美国东海岸约600千米的大西洋中。其撞击概率是目前已知有威胁撞击地球的小行星中概率最高的之一。
面对撞击人类绝不坐以待毙
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虽然一切都还处于计算之中，但是所谓有备无患，面对小行星的撞击，如果不提早下手进行规划和计算，待到小行星划破苍穹时都为时已晚。因此人类在很早之间就开始针对小行星撞击进行了预判性的研究。
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根据焦维新教授的介绍，预防小行星撞击的方法还是比较多的，最简单直接的就是核弹爆破。当计算到小行星有可能撞击到地球的时候，在距离较远的地方，就发射核武器，对小行星进行爆破，炸毁或者减小小行星的体积，再或者通过爆炸改变天体的运行轨道。
此外，激光照射法，简而言之就是通过利用太空飞船产生的强大激光束照射小行星，使小行星表面物质气化，飞离其表面，使小行星的动量发生变化，从而导致轨道的变化。
还有引力牵引法，即用一艘大的飞船发射到小行星附近，与小行星一同飞行。大飞船利用引力作为拖绳，使小行星的轨道逐渐变化，使之偏离撞击地球的轨道。这种小而稳定的推动将逐渐影响小行星的轨道。
随着人类对科技的探索和宇宙空间的开拓，越来越多科学技术成为了地球的安全屏障，来保证人类远离毁灭性小行星的撞击，但是最为重要的是加强观测、提前预报。
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焦维新引述美国一名科学家的话：“面对天体撞击地球，如果仅仅提前五年，我们知道互相告别，后悔没有早一点进行观测；如果紧急前十年，我们生存的机会仍然很大，如果提前50年，我们会有更多的预防办法”。
注：本文整理自2018年2月3日焦维新教授在中科馆大讲堂所做主题为《天地大碰撞》的讲座
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