| 【导读】小小的天外陨石上镌刻着太阳系苍茫岁月的历史痕迹。科学家可以利用同位素技术探索太阳系形成的奥秘。但威力强大的陨石来袭同样可以让地球上生存的人类一旦覆亡；这一点自然不得不防：毕竟人类不想像6500万年前的恐龙那样魂归旷野。未雨绸缪才是人类生存的诀窍。 特别报道 陨星 天陨之火：太阳系的起源与灾难的预防 陨石组成了太阳系如何诞生的证据 Dec 19th 2006 | from the print edition  1807年12月14日早晨6点半，美国康涅狄格州威斯顿（Weston, Connecticut）的镇民被一声巨响惊醒。没过多久，无数石块从天而降。如果时间倒退一些年，空中降下这样的固体之雨或许会被人视为神灵不悦的迹象，但威斯顿人却把它看成了发财的机会。 “他们 一心认定这些石头里有黄金白银，就用各种方法折腾它们，动用了古代炼金术士的技艺、金匠的坩埚、锻铁炉、打铁的砧座等，试图从中提取幻想中的财富，但最终却是徒劳无功。” 这就是和詹姆斯•金斯利（James Kingsley）一起从耶鲁大学前往威斯顿调查的本杰明•希里曼（Benjamin Silliman）所写报告的一部分。次年3月，希里曼向美国哲学学会提交了他们的调查结果。只有时任美国总统托马斯•杰斐逊（Thomas Jefferson）对报告有怀疑。据说他在读报告时说：“要说这些石头是从天上掉下来的，我倒更容易相信这俩美国教授在撒谎。” 陨石让科学家入迷，因为它们是小行星破碎后的残存物，而小行星是在火星和木星之间 未能实现行星大梦的一些微小天体。因为它们未能形成一颗大些的行星，所以其中许多便从太阳系形成的最初岁月一直存在至今。这就是说，陨石是太阳系降生之刻发生的种种情况的实物证据。 希里曼和金斯利的后继者将大约90%的陨石归类为球粒状陨石。这就是说，它们中间含有直径为几毫米的球状小瘤，即陨石球粒。它们中也含有大量宇宙尘埃，大多以灰尘大小的颗粒存在。 正是随后对球粒状陨石的研究让研究者得以探明了太阳系的年龄。陨石球粒由曾经的液态岩石微滴凝固而成，而这样孤立的微滴应该形成于自由空间，而不应是较大天体的一部分，否则它们就会合并成为更为常见的火成岩。形成的陨石球粒如此之多，这说明令其形成的高热广泛存在于空中。在自由空间中，这样的高热只会来自一颗恒星；而在这种情况下应该就是新生不久的太阳。如果能断定最古老的陨石球粒的年龄，我们就能知道太阳是什么时候诞生的。 断定其年代（以及许多其他为解读铭刻在陨石上的历史所需要的东西）的方法是考察它们中原子同位素的精确组成。同位素是某种化学元素的不同原子形态，其原子核内含有相同数量的质子（质子数是定义元素的决定性特征）和不同数量的中子。这种变异对那些探索陨星奥秘的科学家来说是无价之宝。例如，是否具有放射性（这是描述不稳定的原子核分裂的一个富于想象力的名字）的关键即在于中子数。某一放射性同位素以人们充分认识的稳定速率分裂，最终形成其他元素的非放射性同位素，这一速率名为半衰期，即样品中原有原子的一半转变为他种原子所需的时间。最著名的例子是铀-238衰变为铅-206，其半衰期为45亿年。当然，为寿命以十亿年计的物品测定年代，放射性的銣和钐也很有用。 通过考察这些同位素，人们可以断定，这些陨石球粒形成于45.6亿年前，那也就是太阳系的年龄。但同位素还有其他用处。它们可以回顾太阳系形成之前的年代，并从那时开始记录行星的形成过程。 为追溯以往，人们需要观察球粒状陨石内的尘粒，而不是陨石球粒。跟陨石球粒本身一样，大部分尘粒形成于早期太阳系中，在我们所研究的情况下因较大物体间的相互碾压而成。现代天文望远镜能够看到太阳系的几个邻星周围以这种方式形成的尘埃云。太阳系是由原始星云凝结而成的，但有少数尘粒保留了原状。这次揭示真相的是碳的同位素。 能够在太阳系诞生的狂乱中保留原状的尘粒必须很坚固。其中最为坚固的当属金刚石（一种碳的晶体）和碳化硅。碳有两种非放射性同位素。在包括大部分陨石矿物在内的太阳系物质中，这两种同位素以已知比例存在。通常在陨石的金刚石和碳化硅颗粒中的碳同位素比例与此相差甚远。 人们认为碳化硅来自红巨星，它们是老年期恒星膨胀形成的，寿命已经不长了。每种不同的碳同位素比例都代表着一颗不同的母星。而人们认为，金刚石是超新星爆发的产物。同样，许多已知的不同碳同位素比例代表着一颗颗不同的超新星。似乎至少有几十颗——或许有几百颗——红巨星和超新星有份参与了元始太阳系星云的形成。但不幸的是，人们检查的颗粒上没有可以用来确定其年代的同位素。 尽管如此，对其他同位素的观察表明，太阳系星云形成时确有一次超新星爆发。这是由于在陨石中含有的同位素锰-26比正常情况下多得多。锰-26是铝-26的衰变产品，而铝-26是由超新星生成的。是不是这颗超新星以某种方式导致了太阳系原始星云的崩溃从而形成了地球，这一点尚待查证；但虽然锰-26的证据在上世纪50年代还不存在，人们当时却广泛相信这种猜测。这是因为，在那些占所有陨石10%的非球粒状陨石中，有一族几乎全由金属组成的陨石。 所谓金属其实是铁与镍的一种合金。或者可以说是两种具有不同铁镍比的合金。人们分别称这两种合金为铁纹石和镍纹石。它们经切割、抛光并用酸液刻蚀后能产生一种引人注目的十字交叉纹路，学名魏德曼花纹（Widmanstätten pattern）。但从科学的观点出发，它真正的诱人之处是为我们提供了现有的地球内部形态的最佳证据。 通过陨石推断并经计算机模拟认为可信的行星形成过程如下：首先，尘埃颗粒凝结成块形成宇宙尘球。早期太阳的热量爆发融化了这些尘球，它们随后固化为球粒状陨石。局部聚集的球粒状陨石因引力作用相互靠近，而当它们撞击时时常汇为一体。一旦球粒状陨石和尘埃聚集在一起的质量足够大，真正有意义的事情就开始了。放射性衰变释放热能。较大天体内的热能无法逃逸。这些天体的温度上升，岩石被融化了。这时，重元素沉向中心，轻元素升至表面。含量最高的重元素是铁和镍；也就是它们，形成了我们现在可以合情合理地称之为小行星的天体的核心。 打碎这样的一个小行星，其核心部分的碎片将形成金属陨星。而小行星的非金属外壳则形成我们叫做无球粒陨石的石陨星，内核与外壳的交界地带形成了另外一类：石陨铁。对金属陨星的化学分析表明，它们来自太阳系历史上破碎的60多个不同的小行星。但大多数小行星的命运与此不同。它们合并在一起形成了更大的天体，但仍以铁与镍为核心，最后便是我们今天看到的小行星带。 对同位素的考察甚至可以指出行星形成的次序。人们也认为，一种寿命较短的同位素，铪-187是在把铝-26带进太阳系的超新星上形成的；它的衰变产品在地球上鲜有发现，而在火星上则要多一些。这说明，火星在地球之前形成，它留住了周围尚存的铪-187。 人们又是如何知道火星上有铪-187的呢？这是因为落到地球上的陨石中有几十颗并非来自小行星带，而是来自火星。在火星受到庞大的流星撞击时它们被从行星表面击出。保留在内部的一点点火星大气揭示了它们的来历。 人们曾认为，在这些来自火星的陨石中有一块带有生命的迹象，其形式是含碳的化合物，还有一些被那些深信这一理论的人解释为细菌化石的东西。可惜现在已经没几个研究者相信这一说法了。但来自火星的陨石带给了我们另一个信息：有时候行星受到的撞击如此猛烈，能让岩石完全脱离其表面。 地狱厨房 [注2] 1908年6月30日晨7时15分，西伯利亚通古斯（Tunguska in Siberia）的居民听到了震耳欲聋的撞击声，这次的声音比一个世纪多一点以前惊醒威斯顿市民的那次更为响亮。通古斯很偏僻，与权威学术中心的距离比威斯顿远得多，因此直到1927年才有一支科学考察队来到现场。当列欧尼德•库里克（Leonid Kulik）及其同事到达时，他们发现在方圆60公里的区域内一片狼藉。区域中心的树木依旧挺立，但所有的树皮及树枝全部不翼而飞。中心周围的针叶林木全被推倒，倒地的树木形同挑棒游戏[注3]中的游戏棒，并呈放射状背离中心，树端指向边缘。 
人们现在估计， 毁坏通古斯的陨星直径约为50米。陨星在距地面6至8公里之间爆炸，当量约为5000万吨TNT炸药，超过有史以来爆炸的最大氢弹的威力。大约50000年前在美国亚利桑那州留下了巴林杰陨石坑（Barringer crater）（见顶图）的陨星要小一些，直径大约40米，但它没有在空中爆炸，而是直接撞击地球表面。巴林杰陨石坑的直径为1.2公里。 这种规模的事件是很罕见的，但并没有罕见到人们可以置之不顾的程度。这种事件或许每百年会发生一次。比这更大的撞击事件也会发生。几个庞大陨石坑的出现时间似乎与过去一些十分兴旺的生物的消亡时间重合，其中最著名的是在墨西哥的希克苏鲁伯（Chicxulub）陨石坑，它形成于6500万年前，正是恐龙消亡的时刻；造成这一陨石坑的陨石爆炸当量估计为100万亿吨。 现在人们正在寻找那些体积太大，以至于一旦撞击地球便会引起严重灾难的空间岩石。如果有足够的预警时间，人类应该可以把有威胁的巨石推开，不让它危及地球。只需要一个轻推便可改变它的轨道，由火箭发动机进行即可，而且发动机的功率不必大于现有的机器。 需要在近期采取这类行动的可能性很小。但如果上述搜寻的确发现了危险的天体，那么迄今为止在宇宙航行中所花费的数以十亿美元计的巨款或许看上去是一项聪明的投资，而非无益的烧钱。 有歪诗一首为证： 苍茫岁月几春秋？ 未雨绸缪为解忧。 如今回首星云日， 却从碳素看斗牛。 [注1] wannabe用于此处应有两重意思：1。想达到目标的人，赶超崇拜者的人。这里应该有“小行星想成为一颗真正的行星，但这一目的未能实现”的拟人意思。2。英国的“辣妹合唱团”初登舞台时的一首歌即为Wannabe，这里应该带有隐喻小行星是在太阳系形成之初生成的意思。这两点译者在译文中并没有刻意直接译出，而是试图通过前后文的语意表达其中蕴含的意思。 [注2] 《地狱厨房》（Hell's kitchen）是美国一个真人秀电视节目，以英国独立电视台（ITV）的同名节目为蓝本，由福斯广播公司播出，戈登•拉姆齐创作及主持。 [注3] 挑棒游戏（Pick-up sticks, pick-a-stick, jackstraws, or spillikins ）是一种锻炼体力与智力的游戏。游戏时将长3至8 英寸、一端尖锐的游戏棒松散地捆成一捆随意置于桌面上。游戏者轮流抽出一根棒，但不得移动其它游戏棒的位置。 |
就这些可挑了...骚瑞了阿汤哥
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