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43万年前,南极洲遭遇了一次强大的“空中爆炸”事件

43万年前,南极洲遭遇了一次强大的“空中爆炸”事件

直接撞击地球表面的小行星会造成广泛的破坏,但是,在东南极洲发现的新证据表明,在进入地球时爆炸的小行星同样具有毁灭性。

今天发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的一项研究表明,由火成岩形成的超微小黑球是43万年前发生在南极洲朗丹山脉(Rondane Mountains)灾难性事件的证据。一个直径在330到490英尺(100到150米)之间的物体进入了地球的大气层,但它没有撞击地球表面并形成一个陨石坑,而是在到达地面之前爆炸了。

现在,这听起来可能是件好事,但正如地球化学家和行星科学家马蒂亚斯·范·辛内肯(Matthias van Ginneken)在一封电子邮件中指出的那样,这种“空爆”事件仍然破坏了冰冷的南极表面。

该研究的主要作者、英国肯特大学的研究助理范·辛内肯解释说,当该物体爆炸时,它产生了“过热气团”,这是“小行星在大气层进入时蒸发的结果”。他说,这片云中充满了微小的熔融粒子和炙热的蒸汽,它以超高速喷射飞行,因为“它在到达南极冰盖时没有时间失去动量”。当这架喷气式飞机到达水面时,它仍在以接近每秒几英里的速度移动。

这一事件没有形成陨石坑,但接触区域——与过热气体云接触的区域——被炸成地狱,温度达到几千华氏度。

范·辛内肯解释说:“这意味着任何直接站在它脚下的东西都会被蒸发。”“除此之外,靠近地面的小行星爆炸产生了巨大的冲击波,”他说,并补充说,如果类似的事件发生在今天有人居住的地区,“将是灾难性的,在几百公里的范围内具有极大的破坏性。”

事实上,我们倾向于认为小行星只有撞击地表才会构成威胁,但在南极洲发生的这一古老事件却提醒我们,空中爆炸可能带来灾难性后果。正如范·辛内肯所指出的,“空中爆炸是一个不应该被忽视的危险,主要是因为它比大得多的小行星造成的陨石坑撞击要频繁得多。”

我们知道在近代历史上至少有两次空中爆炸事件,都比最近在南极洲记录的那次要弱得多。1908年著名的通古斯事件是最显著的例子,一颗小行星爆炸夷平了西伯利亚830平方英里(2150平方公里)的数千万棵树。2013年,一颗小行星在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸,吓坏了当地居民,大片地区的窗户都被震碎。

也就是说,由于缺乏可见的证据,也就是可见的撞击坑,科学家们一直在努力寻找这些灾难性事件的其他历史例子。挑战是在地质记录中定位空爆事件的残留物。

为了寻找这些难以找到的证据,范·辛内肯和来自布鲁塞尔自由大学的史蒂文·哥德里斯以及来自伊丽莎白公主南极站的艾伦·休伯特一起来到了Sør南极洲的朗丹山脉。这三人是2017-2018年比利时南极陨石考察的成员,该考察由比利时联邦科学政策办公室资助,组织的明确目的是寻找微陨石。范·辛内肯在布鲁塞尔自由大学的比利时皇家自然科学研究所和Université Libre de Bruxelles工作时进行了大部分研究。

研究小组在Walnumfjellet山上花了一整天的时间,在那里他们从一个古老的冰川侵蚀的表面采样冰川沉积物。回到车站,“我们没有花时间找到陨石,非常不寻常的粒子,看上去像是几个小球在非常高的温度下融合在一起,”van Ginneken说,他补充道:“知道这不是微小陨石但仍然最有可能的外星,他们的想法产生的大量陨石的事件似乎是一个强大的概率。”

科学家们总共发现了17个黑色球形火成岩粒子。通过显微镜和激光技术,他们发现这些颗粒的直径在100到300微米之间,由矿物橄榄石和铁尖晶石组成,它们是由小块玻璃熔合而成的。但让科学家们意识到这些粒子是外来的是它们的球状体成分和高镍含量。事实上,“球粒陨石是原始陨石,是落在地球上的最常见的陨石类型,”范·辛内肯解释说。

为了确定这些粒子的年代,研究小组将它们与之前在南极的EPICA Dome C和Dome Fuji冰芯中发现的其他撞击粒子进行了配对。范·辛内肯说,在这些冰芯中,一个大的“陨石事件被记录为一层薄薄的地外尘埃”。这些粒子都可以追溯到同一时期,似乎是由大约43万年前的单一事件形成的。

这项新研究很重要,因为它展示了一种在地质记录中寻找大气爆发的方法。但它也提醒人们这类事件带来的威胁。范·辛内肯说,如果今天这样的事情发生在一个大城市的上空,将会造成数百万人的伤亡。

所有这些都是继续在地球上搜索之前空中爆炸迹象的原因,同时扫描天空寻找潜在威胁。