科學家追蹤恐龍殺手小行星

文 ◎ 方洪圖 ◎ 法新社

(左)直徑170公里與65公里的小行星相撞的電腦模擬圖。(右)相撞後產生的碎片分別撞擊了月球(右上)和地球(右下)。

6,500萬年前，曾經在地球上橫行上億年的巨獸——恐龍滅絕了。

我們不可能使時間倒流，對於歷史也就只能通過邏輯分析和化石證據進行推測。以6,500萬年前為分水嶺，在那之前的恐龍化石種類繁多，分佈在世界各地；而在那之後，這些龐然大物卻突然不見了蹤影。牠們是如何退出歷史舞臺的，又為何退出歷史舞臺？

人們提出了許多解釋，其中最令人信服的是一顆小行星撞上了地球，造成了可怕的環境和氣候災難，毀滅了當時地球上的大部份物種，其中包括恐龍。

科學家們認為，會不會發生小行星威脅地球已經不是問題，問題在於這樣的機會有多大，何時會發生。

史前的災變讓人們震驚，我們可以祈求這樣的事情不要發生在未來，但是這樣的訴求可能不過是一廂情願。但是科學家們認為，會不會發生小行星威脅地球已經不是問題，問題在於這樣的機會有多大，何時會發生。

包括美國航天局（NASA）在內的太空科研機構已經建立了龐大的監控機制，來搜索可能對地球造成威脅的近地小行星。同時，科學家們也一直在太空中尋找當年造成恐龍滅絕的小行星的蛛絲馬跡，並希望從中發現一些規律，增加預測小行星威脅的準確性。

失散的隕石群

美國和捷克科學家們推測，大約在1.6億年前，一顆直徑170公里的小行星與另外一顆直徑60公里的小行星相撞，產生了大量碎片。這些碎片的化學成份主要是碳質球粒，我們通常見到的隕石中絕大多數都是這一類。它們沿著相近的軌道在太陽系中漫遊，其中直徑超過10公里的大型碎片有300個以上，而直徑1公里的小型碎片有14萬塊之多。

這些碎片構成了一個龐大的隕石家族——巴普蒂斯蒂納隕石群，它們至今仍然存在。

在漫長的歲月中，巴普蒂斯蒂納隕石群逐漸離散開來。根據電腦軟件的模擬，這一過程持續了2,000萬年。

隕石在太空中會吸收陽光，然後以熱輻射的方式將能量釋放，這一過程很類似太陽帆的作用。於是，很多隕石在太陽能的作用下漸漸改變了運行方向和軌跡。

電腦模擬顯示，有大約20%的直徑1公里以上的巴普蒂斯蒂納隕石從大家族中失散了；在失散隕石中，又有大約2%的運行軌跡與地球軌道相交，其中有些曾經撞到地球。

地質學家發現，在1～1.5億年前，地球遭受隕石撞擊的事件比其他歷史時期增加了一倍。如果電腦的推測是正確的話，巴普蒂斯蒂納隕石的失散成員在其中扮演了主要角色。

據研究者之一的包特克（Bottk）介紹說，巴普蒂斯蒂納隕石群對地球的轟炸一直持續著，到今天已經是尾聲了。目前地球軌道附近的小行星和隕石中，有20%可以追溯到一億多年前的巴普蒂斯蒂納隕石群。

地球和月亮上的隕石坑

地球上的隕石坑。

位於墨西哥猶加敦半島的希克蘇魯伯隕石坑是地球上最大的隕石坑之一。研究人員推測，這個隕石坑形成於6,500萬年前，很可能與恐龍的滅絕（K-T滅絕）有關。

隕石坑整體略呈橢圓形，平均直徑約有180公里；造成坑洞的隕石，直徑推測約有10公里，撞擊後完全蒸發，釋出的能量相當於100兆噸黃色炸藥，足以引發大海嘯，並使大量灰塵進入大氣層，完全遮蓋陽光、改變全球氣候，造成核冬天。

近年來，在北緯20度至70度之間的地區內，發現了更多與希克蘇魯伯隕石坑同年代的撞擊坑；如英國外海的銀坑隕石坑、烏克蘭的波泰士隕石坑，雖然坑體規模較小，但也有可能是由直徑數10米的物體撞擊所造成。這些發現促成了此一假設：希克蘇魯伯隕石時期的K-T滅絕事件，可能係由一連串隕石撞擊而造成。同一時期的疑似撞擊事件還有在印度洋發現的濕婆隕石坑；但此坑狀構造的成因還有許多爭論。

直徑1公里以上的小行星落到地球上足以改變全球的氣候。再大些的物體，比如直徑10～20公里，就有可能會引起地球生物的滅絕。

但在2006年晚些時候，地質學家邁克雷奧德（Ken MacLeod）所完成的分析卻支持單一撞擊理論；他研究了距離希克蘇魯伯隕石坑4,500公里的海底土壤與沉積物組成，而分析的結果顯示，地層中僅有一層撞擊沉積物；在遠達4,500公里的距離仍未發現其他撞擊造成的沉積物，表示同時期應該只有發生過一次撞擊事件。

不僅地球上有巴普蒂斯蒂納隕石群的成員留下的撞擊坑，月球表面也發現了類似的情況。直徑達85公里的太潮（Tycho）隕石坑是1.08億年前形成的。其輻射面更是廣達1,500公里。但是除此之外，人們對太潮隕石坑瞭解得很少。研究人員表示，太潮隕石坑來自於巴普蒂斯蒂納隕石群成員撞擊的可能性大約為70%。

木星隕石盾牌

生命能夠在地球上孕育，除了這裏有水、空氣和適宜的溫度，地球上較少遭受大型隕石和小行星撞擊也是個主要的原因。

科學界有一種主流觀點認為，太陽系九大行星之一的木星，在很大程度上起到了「盾牌」的作用。木星是九大行星中最大的，其龐大的引力可以把許多進入太陽系內層的小行星撕碎。對此蘇梅克-列維九號彗星撞擊木星的事件給科學家們很大的啟示。

蘇梅克·列維九的二十餘顆碎片轟擊木星的情景。

1993年3月24日晚，蘇梅克夫婦及列維正在研究及觀測近地天體，卻無意中發現了這顆彗星（後來以他們和另外一位發現者的名字來命名這顆小行星為蘇梅克-列維九），並把原來的計劃改為觀測這顆彗星。後來更多的觀測者加入了對這顆慧星的觀測。人們發現，蘇梅克-列維九彗星的活動並不尋常，它有多個內核，總長度達50角秒，以及達10角秒闊。天文電報局的馬斯登（Brian Marsden）注意到，蘇梅克-列維九彗星實質上接近木星，並向蘇梅克夫婦及列維提出，他們發現了一顆遭木星強大引力扯裂的彗星碎塊。

令行星天文學家更興奮的是，蘇梅克-列維九彗星將通過距離木星中心45,000公里處，比木星半徑還短，意味著蘇梅克-列維九會有很大機會於1994年7月撞向木星，並認為這串彗核穿越木星大氣的時間將持續五天。

由於當時天文學家從未見證過太陽系的天體撞擊，因此蘇梅克-列維九彗星將撞擊木星的發現，引起了全球天文學界的振奮。

蘇梅克-列維九原先位於太陽系外側的小行星帶，後來進入太陽系成為周期性彗星，根據電腦推算運行軌道的結果顯示，在1992年7月8日距木星表面4萬公里時，因受到強大的引力而分裂為21個小碎塊，並於格林尼治標準時間1994年7月16日20時15分開始，以每小時21萬公里的速度陸續進入木星大氣層，撞向木星的南半球，形成了彗星撞木星的天文奇觀。

多塊碎片的撞擊威力中，以碎片G的威力最大。它於7月18日07時32分（UTC）撞向木星，威力達6萬億噸TNT炸藥（其當量相當於全球核武器儲備總和的750倍），所造成的疤痕比地球直徑還長。因發生地點十分遙遠，對地球並無任何影響。但是在6,500萬年前，類似的事情很可能曾發生在地球附近。

蘇梅克-列維九彗星撞木星這個天文奇觀，突顯了木星為內太陽系扮演著「太空吸塵機」的角色。如果沒有了木星這部「太空吸塵機」，這些小型天體將會撞向內太陽系的類地行星，撞擊地球的機會也會隨之增加，使得地球出現生物滅絕的次數更多，在這樣的環境下，地球或會難以孕育出複雜的生命。

但是這種觀點在近期受到了挑戰。英國歐本大學的科學家設計了電腦軟件來模擬太陽系遭受小行星襲擊的情況。他們發現，在電腦模擬實驗中，即使沒有木星，地球遭受小行星轟擊的機率與有木星存在的情況下並沒有甚麼不同。但是如果木星的質量比現在小，那麼地球受小行星擊中的可能性反而會增加。不過，這畢竟只是電腦模擬的結果，太空氣候在億萬年中可以有很大的變化，木星究竟是不是在保護地球或許要視具體情況而定。

小行星撞擊會發生甚麼？

幾乎所有的小行星都來自火星和木星之間的小行星帶，一旦發生碰撞或木星的重力場發生變化，小行星就有可能脫離軌道對地球環境造成致命傷害。

2002年6月6日，一個估計直徑為10米的天體撞擊了地球。該次撞擊發生在地中海。該天體在大氣層半空引爆燃燒，其釋放出的能量大約（根據次聲測量）相當於26,000噸三硝基甲苯（黃色炸藥），與一個中型核武器相當。

如果較大的小行星撞擊地球，那麼造成的破壞就會很大。1908年6月30日，一個直徑165呎的天體在西伯利亞通古斯卡地區上空6.2哩處爆炸，其強度相當於一枚10兆噸級氫彈爆炸的威力，有400平方哩的森林被夷為平地，不計其數的野生動物被燒焦。

更大的天體撞擊後果就更不堪設想，直徑1公里以上的小行星落到地球上足以改變全球的氣候。再大些的物體，比如直徑10～20公里，就有可能會引起地球生物的滅絕。毀滅恐龍的小行星據估計直徑有10公里。

搜索近地小行星

美國宇航局及噴氣推進實驗室於1995年12月正式啟動了搜索近地小行星的計劃。這個計劃的英文簡稱是NEAT。

近地小行星指的是那些軌道與地球軌道相交的小行星。這類小行星可能會帶來撞擊地球的危險。而NEAT計劃的目的自然就是搜索、跟蹤可能靠近地球的小行星，以幫助尋找最具有威脅性的個體。

NEAT使用的望遠鏡包括美國空軍位於夏威夷海雷阿卡拉的GEODSS望遠鏡，此闊視場望遠鏡是空軍用來觀測人造衛星的。除此之外，由2001年4月起NEAT開始使用帕洛馬山天文臺1.2米口徑的塞繆爾．奧斯欽（Samuel Oschin）望遠鏡。

近年來，NEAT計劃先後發現了數以千計的小行星，其中包括小行星誇歐爾、塞德娜及矮行星厄里斯等。

那麼地球遭受撞擊的可能性究竟有多高？據推算，大約不到100萬年地球就會受直徑1,000米的小行星撞擊。

5,000米天體的大撞擊大約1,000萬年發生一次。小型的撞擊（仍然潛在危險）每月會發生好幾次。

最近，一顆名為「阿波菲斯」的小行星進入了美國宇航局的視野。這顆小行星有可能在2029年與地球相撞，據科學家分析，撞擊的機率約為1/300。目前NASA正在想辦法，避免「災難」的發生。

這顆小行星長三百多米，有4萬噸重， 2029年運行至離地球只有2.2萬哩處，與地球擦身而過。這個距離在天文學上，就像一根頭髮絲的粗細。

即便僥倖沒有撞上地球，也有可能撞毀目前在地球軌道上運行的多枚衛星。還有一種說法是，「阿波菲斯」會在2029年與地球擦身而過，由於受到地球引力的影響改變軌道，在2036年撞擊地球。

1/300的可能性實在是太高了。為了避免這樣的可能性，美國宇航局的初步構想是改變「阿波菲斯」的運行軌道，拉大小行星與地球之間的距離，將無法防備的意外可能性減到最小。其中一個可選擇的方案是向小行星發射無人宇宙飛船，以圖改變小行星目前的飛行軌道。另外一個選擇，就是在小行星表面裝置火箭推進系統，將小行星推離目前軌道。◇