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还原真相:只有10公里的小行星怎么能灭绝恐龙,星体到哪去了?

这是许多人疑惑的问题,甚至有人质疑6500万年前真有小行星撞击地球,认为是一些科学家臆造出来的。

质疑者理由主要有两个:其一,一颗只有10公里直径的小行星,怎么撞出了一个约200公里的大坑?又怎么可能消灭恐龙,地球80%物种遭到灭绝?其二,既然这么大一颗小行星撞击,怎么没有留下星体呢?它到哪里去了?

现在我们就一层层剥开埋葬了6500万年大撞击的历史烟尘,还原真相

6500万年前小行星撞击的证据

大量的考古和化石证据表明,在6500万年前的白垩纪,发生过一次巨大灾难,这次灾难导致了地球上80%的物种灭绝,其中最引人入胜的就是横行地球1.6亿年之久的恐龙,突然消失了,只给我们留下了一堆堆的化石。

研究发现的恐龙种属已有三百多个,科学家们认为这远远没有包括全部恐龙。据估计,恐龙全属很可能达到900~1200个之多。这么庞大的一个种群,怎么突然说灭就灭了呢?科学家们经过上百年的考察分析,认为导致其灭绝的原因可能有多种,其中有气候环境变迁说、火山说、物种进化说、海洋退潮说等等,但现在比较多认同的是小行星撞击说。

这是因为在上世纪九十年代,人们找到了小行星撞击的证据。在距今6534.83万年前的希克苏鲁伯陨石坑K-T线(白垩纪和第三纪之间的界线)地层中,发现了高浓度的铱,含量超过正常值的232倍,如此高浓度的铱地球本身是不存在的,只能在太空陨石中找到。

这种只有在太空陨石中存在的元素,不可能无缘无故来到地球,唯一的解释就是小行星撞击了地球。经过对希克苏鲁伯所在的墨西哥湾周围铱元素含量精确测定,计算出当时撞击地球的小行星直径约10公里,比世界最高峰珠穆朗玛峰还要大一些。

经测算,这颗小行星撞击地球的能量达到100万亿吨TNT当量,也就是全球现在拥有的所有核弹头的约1万倍,或77亿颗广岛原子弹同时爆炸当量,差不多世界上男女老少每个人头得到1颗。

撞击灾难场景重建

在那颗约10公里直径小行星撞击下,地球当时是一种什么样的状态呢?科学家们对这颗小行星的撞击能量和破坏力进行了科学建模,得到的结果是:

在地球温润气候下的万物,生机勃勃。有一天,突如其来的灾难降临了,一颗如珠峰大小的小行星呼啸而来,撞在了中美洲地区,撞破了地壳,引发了从没有过的10级以上大地震和全球性火山爆发,地壳迸发的熔岩喷上了几千米高空,烧毁了森林,引发了上千米的海啸。

漫天飞舞的熔岩在地球上形成了肆虐数十天的流火,轰击各地,随后数千万吨的灰尘遮天蔽日,有毒物质在一个月内飘散到地球每个角落。此后,阳光被遮蔽了半年以上甚至几年,依靠光合作用生存的植物全部死去,劫后余生的食草动物首先遭受到饥饿和疫病的折磨,很快死亡殆尽,整个食物链断裂,所有的动物都在生死考验面前挣扎。

灾难不仅仅使食物链断裂,随之而来的还有寒冷。由于阳光被遮蔽,地球失去了能量来源,所谓世界核战后的核冬天就是这样,地球进入冰川时代,许多动物在寒冷中被冻毙。

当然,也有一些动物会熬过这个灾难,但已经不是原来的样子了。有研究表明,地球灾后的气候环境完全变了,已经不适宜过去动物的生存,劫后余生的一些动物(包括恐龙),虽然还苟延残喘了两三百万年,但最终没能延续下来。

不过,其中有一部分为了适应环境,进化成为新的物种,如部分恐龙进化成为了今天的鸟类,因此,恐龙是鸟类的祖先已经成为主流科学界的共识。

恐龙灭绝事件,成为中生代和新生代的分水岭,从此,爬行动物退出了主宰地球的舞台,哺乳动物开始兴起,成为地球的新主宰。人类也是从中受益的物种,没有那次大灾难,很可能就没有你我在这里夸夸其谈了。

10公里小行星为啥能撞出200公里直径的大坑呢?

这个大坑是多国科学家经过十几年探索,在墨西哥尤卡坦半岛希克苏鲁伯小镇附近找到的。这个大坑并不像一些图片显示的那样,很清晰优雅地出现在地表或浅海中,而是埋藏在约900米深的地底深处。通过科学钻探,发现了这个坑直径约为180~300公里。

因此,我们现在看到网络上一些漂亮或不漂亮的大坑,并不是真实拍摄的陨石坑,而是通过科学家对6500年前撞击能量三维建模,艺术家们绘制出来的重建图。

人们还在美国爱荷华州的梅森城,找到了一个直径约35公里的较小陨石坑。科学家们用放射性同位素技术对这两个陨石坑的年代进行了测定,撞击都是发生在6500万年前。

这两个坑是同一时期的产物,因此被认为是同一颗彗星或小行星分裂后形成的撞击坑。科学家们相信,就是这颗小行星撞击,最终导致了恐龙在6500万年前灭绝。

那么,为啥一颗10公里的小行星能够撞出200公里直径的大坑呢?这是因为这种撞击不是轻轻放下的一座山,而是比导弹还要快若干倍地撞击,其能量是惊人的。我们可以想象,一发炮弹有多大?却能炸出一个巨大的弹坑;一发导弹有多大?可以摧毁一个城市。

或许有人说,炮弹和导弹中都装载着炸药甚至核弹,当然就厉害了。小行星里面又没有炸药,更没有核弹头,怎么会产生巨大的爆炸力呢?口说无凭,我们可以用撞击能量公式来计算一下。

撞击能量公式可以表述为:E=1/2MV^2。其中的E表示撞击能量,单位J(焦耳),M表示撞击物体的质量,单位kg(千克或公斤);V表示撞击速度,单位m(米)/s(秒)。

这颗小行星的质量有多大呢?这要看这颗小行星到底是什么构造,是彗星还是岩石构造。一般来说,岩石小行星密度可用地球为参照,约5.5g/cm^3;彗星彗核密度约和水差不多,为1g/cm^3。

根据球体积计算公式,我们可以得出一个10公里直径的球体,体积约为5.24*10^11m^3,如果是彗星,质量就约为5.24*10^11吨;如果是地球样的岩石小行星,质量就约为2.88*10^12吨。我们折中一下,得到1.7*10^12吨,就是17000亿吨。

小行星飞行速度在20~40km/s(秒)之间,我们取其中间数30km/s,将质量和速度代入撞击能量公式,可以得到这颗小行星撞击地球的能量达到7.65*10^23J。每吨炸药能量为4184000000J,这颗小行星撞击地表能量达到1.83*10^14吨TNT炸药爆炸威力。

计算结果是,这颗10公里小行星撞击地球能量,达到183万亿吨TNT烈性炸药的当量.现在科学界估算给出的能量约100万亿吨,或许小行星密度、质量和速度上与我的算法略有差异。但即便100万亿吨炸药能量,也是我们地球上所有核弹头加起来的10000倍,炸出一个二三百公里的坑,难道有什么不可能吗?

那么,这颗巨大的小行星爆炸后到哪里去了呢?

有科学家估计,这颗撞向地球的小行星在进入地球洛希极限时,就被撕裂了,否则还不止这么大。墨西哥湾和美国梅森城分别形成一大一小的两个陨石坑,就说明了这一点。这是同一个小行星在地球上空被撕裂,分别前后撞击的证据。

在进入地球大气层后,由于坠落速度太快,与空气摩擦会产生炽热高温,导致陨星熔融和进一步分裂,因此所有的大型陨石在掉落地球前都会分裂成许多碎块,但较大的碎块还会集中撞击某个地方,这就是墨西哥尤卡坦半岛大陨石坑形成的原因。

科学家们通过钻探,在希克苏鲁伯陨石坑中,有爆炸性熔融以及森林大火导致的沉积物达130米厚度,研究认为,这些沉积物都是在小行星撞击后24小时内形成的。通过建模计算,小行星在撞击的一瞬间,会形成1500℃以上的高温。

铁的熔融温度为1538℃,铜的熔融温度为1083.4℃。因此1500℃以上高温,即便是金属组成的小行星也会被融化。而如果小行星完全由金属组成,质量就会远远大于前面的假定质量,导致的撞击能量和温度就会更高,就更会将一切融化了。

而这次撞击,也很可能是一颗彗星。我们知道彗星是由冰块和尘埃混合组成,在撞到地球一瞬间就会蒸发殆尽了。

这就是小行星撞击后不翼而飞的主要原因。当然,陨星在撞击地球前会碎裂成许多小块,并不是所有的碎块都被熔融或蒸发了。陨星巨大撞击,不但会把自己撞飞,还会把地球上一些岩石碎块撞出地球,甚至飘到月球、火星上。地球上找到的月球和火星陨石,也就是这么来的。

但这种散落在地球上的陨星碎片,会分散到几百公里甚至几千公里的海中、岩石和土壤中,经历了几千万年的沧海桑田变迁,早就埋在地层深处了,找到的概率是极小的,要非常偶然或幸运才有可能遇到。

这就是至今难以找到当年小行星残渣的原因,不知能不能为你解惑呢?欢迎讨论,感谢阅读。

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