百年通古斯
Duncan Steel　文　　X.-M. Deng　编译
	人类近代史上最剧烈的宇宙撞击事件至今仍是一个有待揭开的谜。 　　1908年6月30日的“通古斯”事件是注定要发生的。如果晚3个小时或者撞击点偏差4000千米的话，莫斯科就会遭到重创。然而“3小时”和“4000千米”对于宇宙而言根本就是微不足道的差别。 　　在1972年阿瑟·克拉克（Arthur C. Clarke）写的小说《与拉玛相会》（Rendezvous with Rama）中，人类饱尝了外来小行星撞击地球的苦头。克拉克笔下2077年撞击意大利北部的小行星是虚构的，但1908年的撞击却是实实在在的。1908年6月30日的早晨，一颗外来小天体撞击了西伯利亚通古斯河流域的一个地区。由此上演了人类近代史上最剧烈的撞击事件，其爆炸的威力是广岛和长崎原子弹的数百倍。 [图片说明]：爆炸发生20多年之后，1929年通古斯地区已死亡的树木。 　　但是由于它发生在人迹罕至的地区再加上没有留下陨击坑，因此时至今日我们对通古斯事件也充满了暇想。几十年来，对通古斯事件的解释一直游走于科学和伪科学之间，其中包括反物质、黑洞、外星人飞船、导弹军事实验以及诸如《X档案》中的超自然神秘现象等等，五花八门。 　　现在在通古斯事件爆心的位置上竖起了一根用于供奉阿戈迪的图腾柱，在当地的神话传说中阿戈迪是掌管雷电的神灵。通往通古斯的道路是崎岖而漫长的，尽管如此这一片位于贝加尔湖以北1000千米处的神秘之地总能断断续续地吸引来一些科学家。他们会在图腾柱前留下贡品，来纪念这段漫长的旅程。然而，在爆炸发生之后的几年之内，却没有人到访过通古斯。直到20世纪20年代第一批科学家才踏上了这片土地。 　　但是这并不意味着当时就没有留下第一手的证据。虽然西伯利亚过去是、现在也是一片袅无人烟的地方，但是或多或少的总会有一些人注意到了这次爆炸。就在爆炸发生后的几天，贝加尔湖附近伊尔库茨克磁场和气象观测站的站长沃聂森斯基（A. V. Voznesenskij）便开始搜集关于这次爆炸的详尽纪录。“有人被爆炸掀翻在地，有人感觉到了炽热，犹如“衬衫在燃烧”。上百头驯鹿在爆炸中丧生，大片的树木则呈放射状地倒在地上。”在这份报告中，还明确给出了爆炸的源头。距离爆心200千米、位于库仍斯克的一个气象观测站站长库勒什（G. K. Kulesh）告诉沃聂森斯基说：“西北方出现了一根形如长矛的火柱。当火柱消失的时候，便传来了五声巨响，犹如大炮开火，一声接着一声。随后地面出现剧烈地晃动，玻璃窗也被振碎。这极有可能陨石撞击所产生的。” 　　在爆发发生之后数天，许多欧洲人经历了奇特的“明亮夜晚”。读者在给伦敦《泰晤士报》的信中写到，半夜可以在户外阅读报纸上的专栏。偏振测量发现夜晚的亮光来自高空大气中尘埃对阳光的散射。北半球的天文台也观测发现地球大气不透明度有所升高。这些弥漫的尘埃可能就是由通古斯爆炸抛射入地球高层大气的。1994年舒梅克-列维9号彗星撞击木星时也发现了类似的现象。美国新墨西哥州桑迪亚国家实验室的马克·博斯劳（Mark Boslough）及其同事给出的流体力学模型显示，类似通古斯事件的撞击可以在地球上形成尘埃云。 　　然而，有一条很好的理由可以来怀疑通古斯事件的小行星解释。因为小行星撞击会带来大量的铁，但是1927年由苏联政府资助的、陨石专家莱昂纳德·库里克（Leonid Kulik）率领的第一次实地考查却没有找到铁的证据。不仅如此，连陨击坑都没有发现。（现在发现通古斯附近的切科湖可能是当时留下的陨击坑，不过还有很大的争论。）尽管这样，大面积倒下的树木证实了爆发的确发生过，但是地面上并没有留下大坑。那么究竟发生了什么？ [图片说明]：通古斯事件爆心的位置上竖起的一根用于供奉当地雷电之神阿戈迪的图腾柱。 　　20世纪40年代。美国天体物理学家哈洛·沙普利（Harlow Shapley）提出，没有留下陨击坑是由于撞击天体本身的性质所造成的。如果造成通古斯事件的是一颗彗星，由于彗星自身质量较小且结构松散，那么它在空中就会爆炸解体。这个观点盛行了几十年。1982年行星科学家们提出密度为3千克每立方米的超低密度彗星的解体爆炸是通古斯事件的罪魁祸首。 　　其他的解释相比而言逊色不少。苏联科幻作家亚历山大·卡赞采夫（Alexander Kazantsev）1946年提出，如果像沙普利所说的最佳解释是彗星高空爆炸的话，那么外星人核动力飞船在着陆前的爆炸也能造成类似的结果。这个想法在其后的几十年了也受到了不少追捧。 　　在不同的时间，也有许多人提出了反物质解释。1940年，美国联合大学的弗拉迪米尔·罗杨斯基（Vladimir Rojanski）提出一些流星和彗星可能是由反物质组成的并且它们的奇特行为是可探测。（30多年后罗杨斯基提出有必要检验一下科胡特克彗星是否由反物质组成。）1941年美国俄亥俄州立大学的林肯·拉帕兹（Lincoln LaPaz）在《大众天文学》杂志上发表了两篇文章，认为地球上的大型陨击坑以及未找到陨击坑的通古斯爆炸都是由于反物质流星造成的。此后他给苏联科学院写信，提议在事发地点探测同位素异常。 放射性遗迹 　　10多年之后，美国佛罗里达州立大学的研究生菲利浦·怀亚特（Philip Wyatt）以及和爱因斯坦一起撰文研究量子力学佯谬的波里斯·波多尔斯基（Boris Podolsky）也参与到了这个问题中。波多尔斯基把罗杨斯基1940年的论文给了怀亚特，并建议他研究撞击的数据。目前为怀亚特技术公司执行总裁的怀亚特说，他当时的兴趣集中在寻找放射性物质残留上，并且在《自然》杂志上就这一问题发表了文章。 　　1965年三个杰出的美国科学家又拓展了这个想法，这其中包括1960年诺贝尔奖的得主威拉德·利比（Willard Libby）和中微子的发现者之一克莱德·考恩（Clyde Cowan）。碳-14计年方法的提出人利比发现了支持反物质撞击的证据。全世界范围内树木1909年的年轮中碳-14含量较高，预示了当反物质与大气层接触湮灭释时放出了大量的同位素。但是即便在那个年代也有很好的证据能否定这个论点。当时的第一颗γ射线探测卫星并没有探测到任何来自邻近宇宙中反物质湮灭所产生的辐射。 [图片说明]：通古斯事件爆心的地理位置。 　　更极端的是，1973年两个美国德克萨斯大学的物理学家提出造成通古斯事件的元凶是一个穿过地球的黑洞。当时史蒂分·霍金（Stephen Hawking）正好提出了微型黑洞的假说。同样的，这个解释也是不完善的。它要求黑洞从地球的另一端穿出，但由此造成的紧接着通古斯爆炸的地震信号并没有被观测到。类似地还有一些综合前人的有趣想法。例如，在1989年有人提出，一颗富含氘的彗星通过进入大气层之后获得的高温和高压最终变成一颗氢弹，引发了通古斯爆炸。 　　尽管有目击者称看到有火球划过天空，但另一种观点则认为爆炸的源头在地表之下。他们认为从地下涌出的1千万吨甲烷随后在高空爆炸导致了通古斯事件。还有一些人则认为是特殊的地球物理过程触发了通古斯事件。 一锤定音的时刻 　　所有的这些解释，不管它有多光怪陆离，都试图想解释为什么通古斯事件没有留下陨击坑。到20世纪60年代，人们已经普遍接受了外来天体撞击是形成全世界的各大陨击坑的原因。但这样一来没有找到陨击坑的通古斯事件就显得更加扑朔迷离了。1993年克里斯·查巴（Chris Chyba）、凯文·赞尔（Kevin Zahnle）和保尔·托马斯（Paul Thomas）终于让所有疑团尘埃落定。借住于为核武器实验研发的计算机软件，他们发现一颗直径50米的固态岩质小天体——或者类似尺度的小天体——在撞入地球的过程中最后不会到达地面。这样一来就不需要引入超低密度的彗星。因为在撞入地球大气的过程中，在固体内部产生的激波足以将日常的岩石炸得粉碎。对于诸如亚利桑那陨石坑这样的情况，它们是由更为坚硬的铁质陨石所造成的。在这种情况下，直到陨石撞击地面激波的作用才会很好地显现出来。 　　美国拉斯阿拉莫斯国家实验室的杰克·希尔斯（Jack Hills）和帕特里克·戈达（Patrick Goda）也得到了类似的结论。这两个小组的工作拓展了更早的由克洛拜尼科夫（V. P. Korobeinikov）领导的一个苏联学家小组所获得的结果，但这个苏联科学家小组的结果并没有被西方广为接受。这些不同的模型对爆炸当量的估计值同为大约1500万吨高爆炸药，超过有所的热核武器。但是博斯劳的研究表明，产生在通古斯观测到的现象所需的能量不需要这么高，300-500万吨的当量即可。 [图片说明]：流过通古斯事件爆心的小溪。 　　上面的分析都假设了撞击天体是一颗石质的小行星，但是彗星的可能性依然不能彻底排除。1978年，吕勃·克莱萨克（L'ubor Kresak）提出是恩克彗星的碎片是导致通古斯事件的撞击小天体。1908年6月30日左右由恩克彗星留下的尘埃导致的流星雨达到极盛，但是由于流星恰好来自太阳的方向，因此肉眼无法看到这次流星雨。而目击者关于通古斯小天体飞行轨迹的证词与这一理论一致。2001年由保罗·法里尼拉（Paolo Farinella）领导的一个小组对数百条撞击前轨道的分析表明，小行星撞击地球的概率比彗星要高得多。但是根据他们的定义，绕太阳公转周期为40个月的恩克彗星的轨道属于小行星轨道。1977年另一个证据显示彗星撞击也许可以解释20世纪60年代考恩发现的1909年碳-14同位素异常，因为在太空中彗星具有天然的放射性。 　　关于撞击天体本身的问题不单纯是一个学术问题。如果通古斯事件确实是一个1500万吨级的事件，那么它几乎是不可能的，因为此类事件发生的概率为每1500年一次。当然计算这一结果的过程中假设了近地小行星的流量不随时间变化。如果随着时间的推移瓦解的彗星会补充近地小行星的数量的话，那么由此导致的撞击时间概率就会增加。每次当地球穿过恩克彗星留下的尘埃带时，可能有不少与通古斯撞击天体类似的小天体与地球擦肩而过。它们通常太小无法被观测到，而对于较大的个体一旦与地球撞击将会造成灾难性的后果。 　　在《与拉玛相会》中，克拉克对于潜在小天体撞击威胁的解决办法是通过小行星搜寻计划确保灾难不再发生，他将其称为空间防卫计划。现在这一计划终于成为了现实，但是直径50米的天体依然太小无法事先发现。尽管从统计上讲下一次通古斯事件突然出现在6月份的概率极小，但是人类依然不能掉以轻心。
出自：Nature 发布日期：2008-06-26

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