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陨石坑中为何无陨石?陨石的去向何处?

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陨石坑中为何无陨石?陨石的去向何处?

每当看到流星雨划过天际的时候,总能让人们呼朋唤友地观看流星雨的盛况,用照片或视频记录下这个美妙的瞬间,并且许下美好的心愿。不过在现代看来是一种天文美景的流星雨,在宇宙混沌初开的时候却不是一种吉兆,甚至在我国古代认为流星的出现是一种不祥的警示,还将其称之为扫把星。

流星雨

当人类成功登临月球的时候,发现月球上也没有神话中的广寒宫和嫦娥,有的只是众多大大小小的陨石坑。原来我们的近邻月球也和地球一样被这么多天外飞石光临过,而且留下了更多的疤痕。

月球上的陨石坑

不过有一个让人感觉非常奇怪的地方,那就是这么多个陨石坑里居然看不到多少陨石的残留物,都是一个个空荡荡的、或深或浅的坑洞。那么问题来了,这些罪魁祸首究竟到哪里去了呢?

陨石来历

要回答这个问题,我们首先要对陨石做一个基本的了解。简单说来,我们可以把陨石看作是 "太空岩石",它们是原本存在于太空中的物体,大小不一,从微小的尘粒到体型较小的小行星不等。

陨石碎片

当这些物体以一种非常快的速度进入地球,或者是此前我们提到的月球或其他星球的大气层并发生燃烧时,我们就能看到天空中一个个像火球一样的物体快速滑落,通常是转瞬即逝,因此也被我们称为流星。而当这些流星穿过了大气层中并击中地面时,它们就被称为陨石。作为太空中的岩石,它们可比地球上的大多数岩石都要古老得多,而且一些陨石中含有的物质甚至包含着在太阳系形成以前都已经存在的恒星周围的微小颗粒。

流星撞地球

曾经关于地球的生命起源中也说到陨石的重要作用。随着一次又一次的撞击,陨石上含有的水以及一些化学元素被留在了地球上,成为地球生命起源的重要元素。

陨石的撞击

相比我们在地面看到的流星一闪而过形成的速度感观来看,科学家们可要严谨得多,他们通过数据模型分析了陨石在大气层中坠落时如何破碎和减速的,并且推算出陨石撞击地表的速度大约在55,000公里/小时和70,000公里/小时之间(15公里/秒和20公里/秒)。

流星撞击大气层

不过,亚利桑那大学的梅洛什教授和伦敦帝国学院的柯林斯在《自然》杂志的封面文章中提到,近5万年前撞击地球形成陨石坑的铁陨石的速度,比人们此前假设的要慢得多。他们研究的那颗铁陨石后来砸入了科罗拉多高原,一个位于弗拉格斯塔夫以东65公里和温斯洛以西32公里的地方,后来形成了一个深173米、宽1250米的陨石坑,这相当于20个足球场那么大。

陨石坑

梅洛什教授分析到,这块铁陨石的原始形态为一块重约30万吨、直径达到40米的太空岩石,在它进入地球的大气层中时,就像遇到了一堵墙。在这个压力作用下,一些小型的流星就会被摩擦产生的高温燃烧殆尽,而这块大型的岩石大约有一半在摩擦和挤压的作用下破裂成了碎片,而幸存下来的另一半会保持完整状态,并以大约43130公里/小时(12公里/秒)的速度撞向地面。

流星穿过大气层

这个速度比美国宇航局研制的飞行速度最快的飞机,X-43A喷气式飞机,还要快几乎四倍,比世界上目前射速最快的步枪,发射的子弹速度还要快十倍。在这样快的速度的加持下,这一半陨石也在下落的过程中不断地被挤压破裂,并且在抵达地面之前就会释放出大约6.5兆吨的能量,其中大部分是在撞击点附近的空气中发生爆炸。

流星产生的爆炸

这就很像1908年在西伯利亚通古斯卡的陨石,所产生的压扁树木的空气爆炸一样。最终留下来的陨石块在撞击地面的一瞬间会爆发出至少2.5兆吨的能量,或者相当于2.5吨TNT爆炸的能量。

陨石去哪里了

从撞击的过程中我们可以看出来,小的流星在进入地球大气层中很快就会灰飞烟灭,而稍微大一点的流星也会通过层层大气层而消失殆尽,只有巨大的小行星碎片或者是小行星会在通过大气层后仍然保留一部分的流星体撞向地球。在位于墨西哥尤卡坦半岛上的奇克苏鲁布陨石坑里,一道长达160公里宽的流星撞击疤痕很有可能就是让恐龙灭绝的铁证。

陨石坑

高速的撞击往往会产生巨大的热量,从而形成高温,一瞬间将微小的碎块或物质气化吞噬,这就会消耗掉一部分的陨石。加之,力的作用也是相互的,陨石撞击到地面后也会随着巨大的冲击力被弹得四散开来,不仅会被挤压得更碎小,而且还会蹦到更远的地方。因此,我们往往看到新闻说捡拾到陨石碎片的地方离撞击点都有一定的距离。

撞击示意图

当然,如果流星的质量足够大,撞击力度足够强,这块流星在撞击地球后,形成的陨石碎片还有可能冲出地球的大气层落到其他星球上。这也就是为什么我们能够在地球上捡拾到来自月球或者火星的陨石的原因了。不过虽然我们在陨石坑中很难见到撞击物的原貌,不过可以在坑中的沉积物中找到一些流星的碎屑或者检验出陨石存在的痕迹。

地球伤痕正在修复中

随着地球不断发生的地质活动以及在环境和气候的相互作用下,曾经我们所见的因撞击而出现的陨石坑也在慢慢地消失或者风化,这些痕迹也终有一天会消失殆尽。而月球就没有这么幸运了,因为月球上没有空气,没有水,而且在诞生10亿年后,月球的地质活动就停止了,曾经的陨石坑就依然如故,而新增的陨石坑更是让它的表面呈现了更多的伤疤。

不过,月球上的陨石坑保持了它的原貌,也有助于科学家开展更多关于陨石的研究。

结语

有消息说,作为地球的卫星,月球也为地球阻挡了多次天外飞石,如果不是月球,地球也被更多陨石撞击,发生更多的灾难,你认为也是这样吗?

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