撞击地球并杀死恐龙的碎片

科学提供了对威胁地球的物体的认知以及偏转它们的方法

大约6600万年前,恐龙抬头看到一块巨大的岩石,其长度与曼哈顿相当(直径7-50英里),在天空中变得越来越大,这景象一定令人惊叹。但是,当这块岩石撞击地面,在墨西哥尤卡坦半岛附近炸出一个巨大的希克苏鲁伯陨石坑,直径93英里时,乐趣就戛然而止了。如果不是这次撞击导致的大灭绝,人类这个物种当时并不存在,今天可能也不会存在。

但是,我们有希望类似的灭绝事件在未来不会重演,因为科学可以保护我们免受灾难。如果恐龙拥有望远镜,它们本可以识别出正在接近的岩石,并可能将其偏转,使其避开地球。原则上,天文学可以拯救生命。

考虑到这一点,美国国会责成NASA识别出90%的所有大于140米、对地球构成碰撞风险的物体,即所谓的近地天体(NEOs)。泛星计划望远镜开始应对这一挑战,并在巡视天空时发现了ʻOumuamua,建立了我们与星际物体的首次邂逅


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但是,引发地球上四分之三的动植物物种白垩纪-第三纪(K-T)灭绝希克苏鲁伯撞击器的起源是什么?直到现在,它的来源仍然是个谜。天文学家计算出,主带小行星长周期彗星的撞击率太低,无法解释希克苏鲁伯事件相对较近的发生时间。

在我和我的学生阿米尔·西拉吉合著的一篇新论文中,我们表明,来自太阳系外围的这些长周期彗星的一部分在靠近太阳时可能会破碎成碎片。它们的破碎产生了一系列穿过地球轨道的碎片。我们发现,这种碎片群将巨型岩石撞击地球的概率提高了一个数量级,使其与希克苏鲁伯陨石坑的年龄相符。希克苏鲁伯撞击器的彗星起源也解释了地球上最大的已确认撞击坑弗里德堡陨石坑的成分——它是希克苏鲁伯陨石坑的两倍大。此外,碎片模型暗示,比希克苏鲁伯撞击器小一个数量级的碎片应该每百万年撞击地球一次,这解释了为什么扎曼申陨石坑(比希克苏鲁伯陨石坑小10倍)在过去一百万年内形成,并且具有彗星成分。

我们如何减轻太阳系碎片带来的风险?在三年内,智利的维拉·C·鲁宾天文台将开始运行有史以来建造的最大的CCD相机,像素为32亿。它将使用8.4米的主镜巡视天空,每晚产生30太字节的数据。由此产生的空间和时间遗产巡天(LSST)将识别出60%的所有大于140米的近地天体,使我们离国会的目标更近三分之二。

如果识别出危险的近地天体,我们可以使用各种策略来偏转它,使其避开地球。偏转技术包括启动类似台球的弹丸撞击踢;通过大型航天器进行引力牧羊;在近地天体的一侧涂漆以增加太阳的辐射压力;以及使用各种选项,例如用激光或离子束照射它、将阳光聚焦在它上面、在其上安装发动机或在其表面引爆炸弹,所有这些都是通过蒸发气体的火箭效应将近地天体轨道从地球移开。我们选择哪种方法将取决于物体的大小和成分。

显然,体型大小不是衡量适应性的标准。与恐龙的巨大身躯相比,人类的小脑可能对生存更有价值。相对于早于我们的恐龙,科学是我们最宝贵的优势。

但我们的优势也带来了对地球未来的一种责任感。科学通过全球范围内的合作蓬勃发展,不受边界或民族身份的阻碍。对我们生存的主要风险并非来自从天而降的岩石,而是来自我们自身的行为。我们面临的最大挑战是如何促进长期生存,而不是通过我们启用的技术走向自我毁灭的边缘。

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