通古斯大爆炸 - 资源天堂

西伯利亚通古斯大爆炸

　　1908年7月13日，俄罗斯西伯利亚地区的一家报纸报道了天文学史上有名的通古斯大爆炸：　　“本地区发生了一次实属罕见的异常天气现象。这里先后刮过两次强度相当的大风。到6月30日上午，第三次大风接踵而来。7时43分，这股干燥的强风夹杂着巨大的噪音横扫大地，接着地动山摇，许多建筑物发生了震颤，仿佛许多石块还撞击着各种建筑。有人回忆，在第一次和第三次强风的间隙，也就是第二次大风的前后，地下发出一种异常的声响，好像火车在地下奔驰，五、六分钟后又像是大炮轰鸣。这种声响响过五、六次后，声音逐渐减弱，接着是短暂而有规律的停息。 l分钟后，人们又听到好多次从远处传来的、清晰可辨的轰鸣声，大地开始颤动……这次来路不明的“爆炸”震倒了路边的行人马匹，震碎了房屋的玻璃，其强度可想而知。”

　　“在第一次轰鸣声后，有人亲眼看见一个燃烧的天体从天而降，从南到北划过天空，在东北方向的远处消失。由于速度太快，目击者没有看清它的大小和形状。但是，好多村民都看见，这个飞行物到达地平线时，升起了一团巨大的火焰。”

　　几年后，通古斯地区的一个名叫谢苗诺夫的居民回忆起当时他见到的情况时说：“那天早上，天空北部突然裂成了两半，林区上边的整个北部天空都被火焰覆盖了。从北面刮来一股热风，火烧火燎地灼人，衬衫烫得快要着火了。同时，天上‘砰’地一声巨响，我被摔出21英尺远，顿时失去了知觉。后来，天空明亮起来，又有一股炽热的风从北边刮来……”
　　
1908年6月30日早上7点17分，在西伯利亚的上空发生了一次神秘的爆炸。据报道是一颗巨大的陨星在距离地面6千米的空中崩溃而造成的。虽然当时的图片资料以无处可寻，但是俄罗斯的科学家收集了大量的目击证人报告。

这次爆炸的威力如何？

从下面这些数字你可以比较出，这次爆炸的威力到力有多大。1000公里以外的地震监测仪器都侦测到了这次爆炸，在距爆炸中心500公里的地方，目击者描述听见震耳欲聋的巨响，地平线上冒出一团巨大的火云。而在170公里远处，目击者看到的是不是火云，而是由如太阳般的耀眼的火球和雷鸣般的声响。进入大约 60公里的范围，目击者更被震到在地，甚至震晕过去。窗户和陶器均被震碎。最靠近爆炸中心的目击者，据说是一些放养驯鹿的牧人，他们距离震中大约30公里，当时正在营地的帐篷里面睡觉。他们被爆炸抛向空中然后昏迷过去。其中一人被抛在树上，随后死去。到处是烧焦的树木和弥漫的烟雾，一切都化为乌有。他们描述道：

“清早大家都还在帐篷里睡觉，爆炸的时候都失去了知觉，当他们清醒过来的时候，听见了强烈的噪声，发现他们周围的树林正在燃烧，几乎都被毁坏。”
“大地在震动，听见难以置信的长时间的轰鸣声，周围的一切都从燃烧的烟雾中消失，最后响声消失了，凤也停了，但是树林还在燃烧，驯鹿都逃走不见了。”

据分析，这次爆炸是在空中完成，而没有撞击到地面，所以没有留下弹坑，而是导致大面积的森林被毁坏。在爆炸中心，树枝被剥离了，只留下树干直立；3公里到10公里的范围内，树木全被吹倒，顺着爆炸的方向躺着。没有人离爆炸中心很近。最近的就是上面提到的那些牧人。

一位老人据报道被爆炸抛上一颗十几米高的树上，导致他的胳膊有创骨折，他的儿子也死了。大约有几百个放养驯鹿的牧人在这次爆炸中死亡。

爆炸后几分钟，远距离的目击者报告地平线上出现一条烟柱。应该说是一条垂直的烟柱。

到底是什么造成爆炸？

由于陨星通常并不会撞击到地面而形成郧坑，早期的专家认为可能是一颗彗星的脆弱的冰质部分，在空中蒸发爆炸，所以在地上没有残留任何残余。然而，当今行星科学家有了更好的工具来分析陨星在大气中的爆炸。当陨星以12到20公里/秒甚至更快的速度冲进大气层的时候，它会遭受强烈的机械震动，就象潜水者以腹部跳动入水。而被震碎成几部分陨石而发生爆炸，而不是撞击地球。有些陨星散落成砖块大小冲向地面，而有些则向撞击西伯利亚的陨石一样，形成火球、烟尘和一些微粒。1993俄罗斯的专家断定这次爆炸是由一个石质陨星在大气层中爆炸造成。理由是在爆炸现场的树上发现了微小的石质颗粒，而这些颗粒正是石质陨星的成分，这种小行星的碎片通常直径有50到60米。

如果是小行星的碎片撞击地球，为什么我们没有看到更多的爆炸呢？

许多行星碎片都绕着太阳旋转，西伯利亚的那个仅仅是上个世纪以来撞击地球中最大的一颗。最近的研究表明，这种大型撞击发生的几率大概是两个世纪才发生一次；而且7撞击中6次都会落入海洋，陨星撞击人口稠密区的几率是非常小的。也就是说撞击的威力越大，那它发生的几率就越小。90年代，一颗军事卫星曾经发现过一次较小的在太平洋中的撞击。1972年一颗1000吨级的小行星掠过地球的大气层，又重新冲进宇宙，就像是一个打水漂的石头。如果当时，它撞向地球。可能会导致加拿大发生日本广岛原子弹爆炸级的撞击，仅比西伯利亚的程度稍轻一些。那有没有威力更大的陨石撞击呢？当然有，大约2000年前，一颗直径大约100米的铁质陨石碎片击中了亚利桑那州，留下了著名的亚利桑那州流星坑(Arizona Meteor Crater)。如今已被开放给游客参观。大约6500万年前，一颗直径10公里左右的小行星撞击地球，终结了强大的恐龙帝国。最近几十年，每年都有大量的形如砖块的陨星碎片掉入大气层。都有房屋或汽车被砸中的记录。细小的微尘颗粒最为常见，夜空中耐心观察，也许你也能发现几颗。

类似通古斯这样的爆炸，每个世纪会发生一次，而氢弹级别的撞击大约一千年发生一次。许多这样的爆炸通常会毁灭大约10公里范围内的区域，但是并不会形成弹坑。
地球的六分之一被陆地覆盖，假设在过去12000年内有一半的陆地变为人口稠密区，自从人类踏上美洲大陆。那么人类是不是有更多遭受陨星撞击的可能行呢？就像罪恶之地的破灭（the destruction of Sodom）和罪恶之都（Gomorrah by celestial fire）那样的传说会不会真的发生呢？

让我们用科学家常说的“数量级”来评估，假设爆炸威力超通古斯这样的爆炸每300年发生一次，影响区域大概是方圆100公里左右，那就需要每1800年，才有机会撞击到陆地，3600年才有机会撞击到人口稠密区。因此看来，那些传说中的1200年一次的灾难似乎站不住脚。而流传这些传说的文明不过仅有 4000年的历史，怎麽可能经历过多次比通古斯爆炸威力更大的撞击。

最近科学家又重新评估了通古斯爆炸事件，相信是由一颗直径30米的石质陨石以每秒15公里的速度撞向地球造成的。那么它和日本广岛原子弹爆炸的威力比又如何呢？

日本广岛原子弹爆炸的能量大约相当于1万吨TNT炸药(军事上为1.8万吨TNT)的当量，一千吨TNT炸药的能量相当于4.2 x 10的12次方焦耳，所以广岛爆炸的能量就有8 x 10的13次方焦耳。

我们知道移动物体的动量计算公式是：1/2mV的2次方，V代表速度，等于15km/s，也就是1.5 x 10的4次方/s，m代表质量，通古斯陨石的质量是：直径30米，密度大约3000公斤/立方米，所以质量是 m = (4/3) PI R3 (3000 kg/m3) = (4/3) PI (15 m)3 (3000) = 4.2 x 10的7次方 kg.

于是我们计算出总能量为：
E=1/2 (4.2 x 10的7次方 kg) (1.5 x 104 m/s)的2次方 = 4.8 x 10的15次方焦耳.

假设通古斯的能量由于响声，阻力和爆炸前的碎片损失，只剩下一半能量，大约2 x 10的15次方焦耳，那么它就相当于一颗广岛原子弹爆炸的能量(4 x 10的13次方焦耳)的60倍，也就是60颗广岛原子弹的能量。汉！