流星(Meteors),隕石(Meteorites) 和 撞擊(Impacts)

   星是小流星體進入地球的大氣圈時,在天空中產生的一道明亮光紋 (也稱為"飛馳的星星shooting star"或是"墜落的星星falling star")。如果你身處一個黑暗又晴朗的夜空下,你平均每小時將可能看見好幾顆的流星 ,在一年一次的流星雨(meteor showers)中, 你甚至可看到多達每小時 100 顆的流星。 非常亮的流星則被稱之為火流星(fireballs),如果你看到它,請你把它 記錄下來

   星雨是非常令人印象深刻的。 下面這一段Samuel Taylor Coleridge著名的詩句是來自 古老水手的詩(The Rime of the Ancient Mariner):


The upper air burst into life!
And a hundred fire-flags sheen,
To and fro they were hurried about!
And to and fro, and in and out,
The wan stars danced between

And the coming wind did roar more loud,
And the sails did sigh like sedge;
And the rain poured down from one black cloud;
The Moon was at its edge

這個靈感也許就是來自於他在西元1797年所目擊的獅子座流星雨(Leonid meteor shower)。

   石是掉落到地球上的太陽系碎塊。 大部分是來自小行星(asteroids),包括一些據信特別是來自 4 Vesta 小行星; 有一些可能來自於彗星(comets)。另外有一小部分的隕石顯示可能是來自於 月球Lunar (有 16 次發現)或 火星Martian (16)。

   中一個火星來的隕石,據我們所知如 ALH84001 (左圖),據信顯示出早期火星生命的跡象。

   然隕石似乎就只是乏味的石頭,但是它們是非常重要的,因為我們可以在實驗室裡仔細地分析它們。 此外我們就只有幾千塊由阿波羅(Apollo)月神(Luna)任務所帶回來的月岩, 是從地球之外的宇宙中所取回的唯一材料。

石分類
鐵質隕石(Iron)主要由鐵和鎳構成;類似
於 M 型 小行星
石鐵隕石(Stony Iron)為鐵質和石質的混合物;
類似於 S 型 小行星
球粒隕石(Chondrite)很明顯地,有最多數量隕
石是屬於這個種類;類似
於類地行星中地函和地殼
的成分
碳質球粒隕石(Carbonaceous Chondrite)和太陽的組成十分相似,
但較少揮發性物質;類似
於 C 型 小行星
無球粒隕石(Achondrite)類似於類地行星的玄武岩
(basalts);相信來自於月球火星的隕石就是無球粒
隕石

   個" 降落量(fall)"是指隕石從天空掉落下來時,正好被某人看見的。"發現量(find)"意指隕石降落時並沒有被目擊,但事實上有被尋獲。大約有 33﹪的隕石是被目擊到墜落現況場的。 下列的表出自於由 Vagn F. Buchwald 所作的紀錄。 包括在西元 1740 年到 1990 年期間所有已知的隕石(總數量 4660 個,總計重達 494625 公斤,除了在南極洲Antarctica發現的之外)。

計資料
類型 降落量 % 發現量 % 降落量總重 發現量總重
石質隕石 95.0 79.8 15200 8300
石鐵隕石 1.0 1.6 525 8600
鐵質隕石 4.0 18.6 27000 435000

   天都有非常大量的隕石進入地球的大氣層,總計約可超過一百噸。 但是它們幾乎都非常小,每一個都只有大概幾毫克而已。只有最大而且可以到達地表的才會形成隕石。 目前發現最大的隕石(Hoba,位於那米比亞Namibia)重達 60 頓。

   星體進入大氣層的速度平均在 10 到 70 公里/秒 之間。 但是除了特別大的之外幾乎所有的流星體會在和大氣層摩擦後,迅速地減速至每小時幾百公里, 並在撞擊地球時只發出極小的聲響。 然而,大過好幾百噸的流星體速度則幾乎不會變慢;也只有這些非常大的傢伙才會形成隕石坑(還好這種情況很罕見)。

   一個很好的例子可以說明當一個小行星撞擊地球會發生的事:在美國亞利桑那州(Arizona)溫斯勒(Winslow)附近的 Barringer Crater(亦稱流星坑"Meteor Crater")。 這是在 5 萬年前被一個直徑約 30 到 50 公尺的鐵質隕石撞擊所形成。這個隕石坑直徑 1200 公尺而且有 20 公尺深。到目前為止,地球上大約有 120 個撞擊坑已經被鑑定 (詳見下方)。

   近一次的撞擊事件發生在西元1908年,在西伯利亞(Siberia)西邊的通古斯加(Tunguska), 那個遙遠無人居住的地帶。這個撞擊物的直徑大約 60 公尺,可能是由零散的破片所組成。比起Barringer Crater事件,通古斯加事件的撞擊物在撞擊地表之前就已經完全碎裂, 所以並未形成隕石坑。然而, 50 公里寬區域內所有的樹都被夷平了。而爆炸的聲響則傳遍了半個地球直到倫敦(London)。

   少可能有 1000 個直徑超過 1 公里的小行星會穿越過地球 的軌道。任何一個小行星撞擊地球的機率大約是 30 萬年一次,而更大者數量較少,撞擊也較不頻繁,但是還是有可能會發生, 並且帶來災難性的的後果。

   Hephaistos或舒梅克李維九號(SL9)差不多大小的彗星或小行星撞擊地球時所造成的影響,很可能就像是六千五百萬年前造成 恐龍(dinosaurs)滅絕的原因。這個撞擊留下了一個直徑 180 公里的隕石坑,現在埋藏在靠近猶加敦半島(Yucatan Peninsula) 奇求魯布村(Chicxulub)的密林底下(右圖)。

   據觀察數個小行星所推算的結果,暗示我們地球上大約每一百萬年 會有三個寬度超過 10 公里以上的隕石坑形成。這個推測很符合地質紀錄。若是要估算像奇求魯布那樣巨大撞擊的頻率是更加困難的, 但是每一億年一次則似乎是個合理的猜測。

   是根據以往經驗推測不同大小隕石撞擊地球的後果:

撞擊物直徑(公尺)產量(百萬噸)間隔(年) 後果
from 'The Impact Hazard', by Morrison, Chapman and Slovic, published in Hazards due to Comets and Asteroids
< 50 < 10 < 1在大氣層上部就消失了,大部分並不會到達地表
75 10 - 100 1000 鐵隕石造成的隕石坑像流星坑(Meteor Crater);石質隕石則產生空中爆炸如通古斯加(Tunguska);地面撞擊造成的破壞區域為一個城市大小
160 100 - 1000 5000 鐵質隕石,石質隕石撞擊地面;彗星則產生空中爆炸;地面撞擊造成的破壞區域為大都市的規模(如紐約,東京)
350 1000 - 10,000 15,000 地面撞擊造成的破壞區域大小為較小的州;海面撞擊則產生輕微的海嘯
700 10,000 - 100,000 63,000 地面撞擊造成的破壞區域大小為面積中等的州(如維吉尼亞州);海面撞擊則造成巨大海嘯
1700 100,000 - 1,000,000 250,000 地面撞擊會使全球捲入揚起的塵土中;造成的破壞區域大小為面積大的州或國家(如加州,法國)

更多關於Meteorites的資訊

開放性議題

備註

這是美國總統Bill Clinton對於發現火星隕石上的生命跡象所發表的說詞:
"這一刻我們得到的發現是很值得深思的。超過40億年前,這一塊石頭從原始火星地殼的一部分中形成。 幾十億年後,它從了火星地表破裂開來,然後開始了長達 1 千 6 百萬年的太空旅行, 最後在 1 萬 3 千年前的一場流星雨中,它到達了地球。 並在西元 1984 年,一位美國科學家在美國政府一年一次位於南極洲的隕石搜尋任務中拾獲它, 並開始加以研究。它就是那一年被拾獲的第一顆隕石,因此被適當地取名為 -- 岩石 84001 號(rock number 84001)。

今天,岩石 84001 號向我們敘述了所有這幾十億年來和幾百萬英哩遠的故事。 它述說了生命的可能性。如果這個發現被證實,它將確實會是全世界科學家所揭開最令人震驚的焦點之一。 我們可以想像它的應用將會多麼的深遠。或許它承諾了要回答我們一些古老的問題,但是它卻昭顯了我們許多更為基本的困惑。

我們將會繼續仔細地聆聽,聽它訴說我們所追求的答案與知識,這些可能和人性本身一樣古老, 卻攸關我們人類未來的敏感議題。"


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Bill Arnett; last updated: 2000 Sep 18