科技新闻bobty体育里的数学概率:小行星撞地球会越来越高频?
在最近举行的月球和行星科学会议上表示,地球比我们过去认为的更容易受到小天体的撞击。
这话到底是啥意思呢?就是小天体撞击地球的机会比我们过去估算的更大。有关这个话题,我们要搞懂几个问题:
首先我们回答第一个问题。地球被小天体砸到的概率有多大?回答这个问题,首先要把小天体做个分级。
我们知道,太空里乱七八糟的东西其实非常多。我们在晴朗的夜晚经常能看到流星划破天际。其实这些流星都非常小bobty体育,大概也就是0.1~1毫米左右吧。这种微小的流星很常见,对我们也没有什么危害。根据统计,bobty体育每天大概有2500万颗微小的颗粒掉进地球大气层,我们对此根本没什么感觉。
不过呢,大家也不需要担心,越是大的小行星,撞击地球的概率就越是小。比拳头还大的那种石头,大概平均每天会掉下来10~50个。这些大一点的石头在掉进地球大气层的时候,因为和空气摩擦产生大量的热,石头也会烧爆掉。所以还会劈啪作响,也叫“火流星”。这种陨石就比芝麻大小的颗粒少好几个数量级。
更大的陨石掉进地球大气的机会就更少了。比如汽车大小的陨石大概每年只会掉下来一块。靠近地面之前就崩解,烧光了,不会造成多大的危害。
更大的陨石呢?比如一栋楼那么大的陨石多少年才会碰上一次呢?平均下来是60年1次,概率更低了。
比如在2013年,俄罗斯的车里雅宾斯克就掉下来一颗流星。这颗流星在掉进大气层的时候变成了一个超级大火球。最后在俄罗斯车里雅宾斯克地区上空发生了爆炸bobty体育。周围1,613人受伤,大约有7,320座建筑物损坏。碎片散布在了非常广阔的地区。
说白了,这些建筑物的钢筋水泥部分其实没什么损坏,主要是玻璃被冲击波震碎了,掉下来以后划伤了人。糟害损失就是这么造成的。
很显然,bobty体育这个流星就比较大了,据推测,bobty体育在掉进地球大气层之前,这个小天体直径18米左右,重量是9000多吨,尺寸跟一栋六层的楼房差不多高吧,还是很大的。
1908年,俄罗斯腹地的通古斯地区发生了一场神秘的爆炸,周围的森林倒了一大片,这次爆炸现在被认为是一颗直径50~80米的小天体闯进地球大气层导致的,这块像小山一样的石头在5000米的高空碎裂,发生了大爆炸。威力相当于2000万吨的,毁掉一座中型城市是没问题的。这样的小天体撞击事件大概是2000年左右会发生一次。
总之,越是大的小行星造成的损失就越大,概率就越低。直径100米的陨石要5000年才会遇上一次。直径250米的就变成6万年才遇上一次了。直径400米的是10万年一遇,直径1公里的是60~70万年才会遇到一次。
所以,我们根本不用担心被小行星砸到,这比一个人连续两次被闪电击中的概率还低呢~
你数数地球上有多少陨石坑不就知道了嘛,这就是体积比较大的小天体砸到地面上砸出来的呗。大型陨石坑一共是192个。根据坑的大小,我们就能计算出陨石有多大。陨石大,坑就大呗。
另外还有一个办法就是看看对面的月亮,月亮上的陨石坑简直是秃子头上的虱子——明摆着的。月球上有9000多个陨石坑,比地球上的陨石坑多多了。你可能奇怪啊,月球上怎么会有那么多陨石坑呢?
那是因为月球上没有地质运动,没有雨雪风霜的侵蚀。所以陨石坑很容易辨认。地球上的陨石坑因为侵蚀作用,就很难辨认了。统计下来,比较大的陨石坑就是192个。
坑的大小就代表撞击小天体的大小。地球上的陨石坑的年代可以靠岩石取样来检测,月球上的只能靠互相叠压的痕迹来推算。新的陨石坑总是在破坏旧的陨石坑。越完整的就越新呗。
知道了年代,知道了小天体的大小,统计一下概率还是很容易的,撞击概率就是这么算出来的。
所以,由加文带领的科学家团队就开始利用卫星照片来统计识别陨石坑。这些卫星照片的分辨率很高,而且还可以过滤掉地表植物的干扰,获得比较精确的地形起伏信息。你靠人眼睛去识别,那太累了。如今都流行人工智能,这种照片识别的工作就交给计算机了。
这个程序本来是用来识别火星上的陨石坑的,工作表现非常好。计算机可以非常精确地发现陨石坑的清晰边缘。但是用这套程序分析地球上的大型陨石坑的时候,程序画出了更大的圆圈。远比我们人眼识别出来的那个陨石坑更大。
比如说在哈萨克斯坦境内的扎曼辛陨石坑,这个陨石坑直径是13公里,年龄是1万年左右,也就是1万年之前砸出来的。这一次陨石撞击的规模非常大,这个陨石坑也成了著名的陨石撞击而形成的黑曜石的产地。
黑曜石其实就是一种墨黑色的天然玻璃。一般来讲有两种来源,要么就是火山爆发,岩浆的高温导致沙子被烧成了玻璃状,遇到水快速冷却。另外一种就是陨石撞击产生的高温,把沙子烧化了,变成了玻璃态物质。然后被爆炸给崩出去,在空气中快速冷却形成的。
黑曜石可是好东西哦~古代的原始人非常喜欢黑曜石,因为黑曜石本质上是杂质很多的玻璃,碎玻璃的边缘非常锐利,石器时代的古人总是用锐利的黑曜石碎片来做刀子或者是弓箭的箭头。黑曜石的花纹也很好看。而现在,陨石撞击形成的黑曜石也是很有价值的收藏品。
能形成大量的黑曜石,说明小天体的撞击非常剧烈,温度很高。但是计算机发现,我们还是低估了这个陨石坑,计算机识别出来的陨石坑直径是30公里,人工智能程序在坑的周围发现了一个更大的环形结构,也就是说,陨石坑远比我们想象的还要大得多。
在地球上,要识别陨石坑的边缘是困难重重。因为地球上的地形总是要受到风霜雨雪的侵蚀,还可能要碰上地震或者是火山的破坏,原本这个坑应该是500米深,但是现在已经被日积月累的土壤灰尘给填平了不少,早就没那么深了。也就是说,地球上的地形地貌保持时间并不长,最后一定会在日积月累的侵蚀下变得面目全非。所以识别这个坑到底有多大,就未必是那么显而易见的事了。
位于墨西哥尤卡坦半岛上的希克苏鲁伯同心圆陨石坑(Chicxulub),直径约为180公里,形成于大约6500万年前的一次陨石撞击。
同样,尼加拉瓜也有一个陨石坑,是在80万年前砸出来的,原本人眼识别的直径是14.8公里,但是在计算机的眼里,这个陨石坑的直径是35.2公里,大了足足一倍半。如果这个大环才是真正的陨石坑直径,那么我们过去的计算结果就必须大幅度改写。
我们过去认为,直径1千米的小天体撞击地球的概率是60~70万年才会遇上一次。根据计算机的识别,我们严重低估了某些陨石坑的直径。如果计算机是对的,仅仅是过去的100万年里,地面上就被砸出4个这样的大型陨石坑。
你可别忘了,海里的陨石坑,我们根本看不见。我们只能根据面积去猜测,大陆只占了地球表面的三分之一,三分之二是海水。
如此推算,海里还应该有8个同样规模的大坑呢。也就是100万年里,地球上一共被砸出来12个大坑。地球上因为陨石而发生的灾难性事件恐怕远比我们想象的要高得多。
到底是人眼的观测是正确的,还是计算机识别的图像才是正确的,还要看实地考察的结果,现在还没有定论。未来还需要更多的证据。如果在1万年前,线公里的小天体砸到了哈萨克斯坦,那么新起的尘土必定是遮天蔽日,这些灰尘最后会飘到全球各地,慢慢沉积下来,会在南极的冰雪里,在周围的海洋沉积物之中留下薄薄的一层痕迹。所以啊bobty体育,科学家们还有很多工作要去做。
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