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破解通古斯之谜指日可待?

1908年6月的一个安静的早晨,7时刚过,一颗令人目眩的火球划过西伯利亚的天空。

破解通古斯之谜指日可待?

1908年6月的一个安静的早晨,7时刚过,一颗令人目眩的火球划过西伯利亚的天空。几分钟后,一场规模巨大的爆炸令8000万棵树轰然倒塌,让远至60千米外的人也应声跌倒。那是一场“外星人空中大战”的结果,其中“一艘飞船在空中被毁”,“另一艘调转方向后消失于太空”。

这是79岁的俄罗斯物理学家(已退休)维克多·祖拉夫廖夫以颤抖的声音对记者讲述的一种相当不正统的、关于那一天在西伯利亚通古斯地区发生的事情的解释。超过100年来,通古斯之谜一直令科学家着迷:那天的确有某种东西爆炸于西伯利亚的针叶林地带上空,但它究竟是什么呢?

让时间退回到1959年。当时,刚刚毕业于托木斯克州大学的祖拉夫廖夫参与了对通古斯地区的首批探险之一。他们从距离通古斯最近的城镇出发,走了三天才抵达现场。但不管是他本人还是造访过通古斯的其他数百位科学家,都没有发现一个陨击坑或任何天体残骸。

于是,人们只能不停地猜测:爆炸物是一颗含冰的彗星还是一颗小行星?当时地球被炸出的是一团巨大的甲烷气云还是反物质?当时是不是有一个黑洞与地球相撞?是不是外星人干的?所有这些,以及更多的因素,都曾被考虑过。它们看起来都不无道理,但它们又全者情说不通的地方。因此,通古斯之谜一直未解。

空中的另一场大火,可能最终揭开了通古斯神秘事件的面纱。2013年年初,俄罗斯车里雅宾斯克地区的成千上万人目睹了一个巨大火球划过早晨的天空并最终爆炸的场景。现场录像及感应器的测量结果赋予了我们一种前所未有的洞察力,让我们得以了解当一颗大流星拜访地球时会发生什么,从而有助于我们破译1908年的通古斯大爆炸之谜。

那么,对于通古斯当年的大爆炸,我们究竟知道些什么呢?对于那场爆炸所导致的损坏情况和产生的地震波强度,科学家已经掌握了相关信息。但其余情况都是基于猜测,有着不同的不确定程度。科学家推测,这场爆炸发生在地面以上5000~10000米高空,释放的能量是第二次世界大战中美国扔在日本广岛的原子弹能量的至少1000倍。要知道,原子弹当时摧毁了整个广岛,所造成的巨大冲击波不仅撂倒了很多树木,而且引起了多场火灾。

如果最初的报道可以被相信的话,那就谈不上秘密可言。1908年7月10日,当地一份报纸信心十足地公布:一颗陨星撞击了地球。这篇报道中甚至有目击证言:“陨星坠落时发出震耳欲聋的巨大声音……当地的一列火车停止行驶,让乘客到外面去看。人们看见了那个来自远方的‘旅行者’,但他们不敢靠近它,因为它非常灼热……后来,当它降温后,其他人检验了它。这些人说,陨石几乎整个被埋在了地下,只有顶部可见——看上去就像发白的岩石。”

然而,由于历史原因,好几年后才有第一支科考远征队被派往现场。1921年,俄罗斯矿物学家莱奥尼德·库里克到达西伯利亚中部寻找目击者。他们的证言令他确信:通古斯火球的确是—颗流星(陨星)。但是,当他于1927年重返西伯利亚并最终到达被认为是陨星坠落的地点时,却大吃一惊——目击者所说的那块巨大的白色岩石根本就找不到,也没有发现任何其他的太空岩石碎片。此外,库里克没有发现陨击坑。

但他的确看见了受损的树木,而且起码有几百万棵这样的树。它们当中的一些依然挺立,但没有树枝,看上去就像电线杆,而大多数树木都倒下了,并且呈现出怪异的蝴蝶形模式,树根都指向“震中”。库里克的报告在全球引发了好奇。在第二次世界大战(库里克参加了大战并阵亡)后,莫斯科派出另一支远征队抵达现场。这趟1958年的探险之旅的领头人,是来自维尔纳茨基地质化学和分析化学研究所的地质学家基里尔·弗洛伦斯基。到了20世纪50年代末期,科学家对于通古斯之谜提出了一种观点:它的主角要么是一颗含冰彗星,要么是一颗小行星,但它在爆炸中完全解体,因此应该寻找的不是这个天体,而是来自于它的某些物质。事实上,这个可能的天体很可怕,要是它晚5小时进入地球大气层的话,它就会坠落在圣彼得堡并摧毁这座城市。

在搜寻森林和沼泽但未能找到任何疑似陨星残片的东西之后,弗洛伦斯基的团队下结论说:那里没有发生过撞击,通古斯大爆炸最有可能是一次气爆——大气层中爆炸。但爆炸物是什么?要知道,当时是首次有不明飞行物(也叫飞碟,简称UFO)目击报告的年代,包括科学家在内的很多人都很容易为明显的异常现象所激动,并且提出各种具有冒险风格的解释。对于某些人来说,通古斯大爆炸是外星飞船大战的说法看起来并非那么不着边际。甚至就在2013年3月,来自乌克兰哈尔科夫的数学家、一生都在研究通古斯之谜的弗拉基米尔·卢布索夫还发表论文说,通古斯事件的元凶很可能既不是彗星也不是小行星,而是某种新的未知天体,甚至有可能正是外星飞船。卢布索夫于64岁时死于癌症,当时他刚刚完成了《通古斯之谜》这本书,书中详述了对于这次事件的多种不同解释。

大多数科学家试图对通古斯事件做出更传统的解释。例如,美国行星科学研究所(位于亚利桑那州图森市)的娜塔莎·阿特米耶娃在2008年采用电脑建模调查了一次气爆能否产生在通古斯所见的损坏程度。她的计算结果暗示,一个直径40米的物体发生气爆的话,所产生的冲击波就能够造成在通古斯所见的蝴蝶形模式。

但并非所有科学家都认可气爆理论。意大利博洛尼亚大学的朱塞佩·朗格及其来自于意大利海洋地质研究所的团队,不仅确信通古斯陨击坑的存在,而且声称找到了它。他们在1999年去过西伯利亚,并且直接朝着他们推测的陨星坠落地——切科湖进发,朗格相信这座湖泊在1908年之前的地图上并无标注。但令他感到遗憾的是:当地人在这场爆炸之前很久就知道这个湖的存在。

俄罗斯维尔纳茨基地质化学和分析化学研究所陨星学实验室的现任负责人盖伊尔·拉扎罗夫也去过通古斯。他在20世纪80年代前往那里检测泥炭沼泽,这些沼泽中包含死亡的植物材料层,它们很容易被测定年代。在与1908年匹配的沼泽层中,拉扎罗夫发现了含量很高的铱元素。铱是一种典型的天体元素,在地球上的浓度通常很低。这一检测结果为陨星撞击通古斯的观点提供了说服力:一个天体在下层大气中迅速减速,接着爆炸,把来自地球外的元素喷撒到地球上。其他科学家已经证实了通古斯地区存在高含量铱元素。但通古斯大爆炸究竟是一颗彗星还是小行星所为?由于找不到残骸,拉扎罗夫倾向于认为它是一颗彗星,但包括朗格在内的另一些科学家则更青睐于小行星。

在兜了100多年的圈子后,科学家现在终于有了一个机会来破解通古斯之谜。2013年2月15日,在乌拉尔山附近的车里雅宾斯克地区,又一次,一个明亮的火球点亮了早晨的天空。几秒钟后,它爆炸了,造成的冲击波震碎了窗户,超过1200人受伤。但这一次却留下了岩石残骸,它们被采集并接受了检测。结果显示,车里雅宾斯克这次爆炸是由一颗岩石小行星在离地大约20~25千米高度爆炸所致。这颗陨星的来袭角度很浅,科学家因此推测它有可能直接来自于小行星带。

在俄罗斯,很多司机为搞定交通事故纠纷而在汽车上安装相机。没料到,这些相机为车里雅宾斯克这次的陨星事件做了充足的记录。这场爆炸也产生了次声波,人耳听不见它们,但分布于全球、用以探察核爆炸的感应器网络清晰地“听见”了它们。这些测量显示,车里雅宾斯克气爆的能量相当于大约400千吨的梯恩梯炸药,比广岛原子弹的能量高出大约30倍。基于此,科学家算出这颗陨星在进入地球大气层时的重量大约是10000吨,直径约为18米。最重要的是,这颗陨星的火球及爆炸与通古斯爆炸有惊人的相似性。

有了这些数据,科学家希望能进行某种方式的时间旅行——他们想运用车里雅宾斯克的陨星爆炸来了解1908年的通古斯大爆炸。不论是一颗彗星还是一颗小行星,其产生的气爆都可能足以引发把松树和雪松树连根拔起的冲击波。不过,如果在相同的高度爆炸,彗星所造成的损坏比小行星更严重。

科学家计划运用对车里雅宾斯克爆炸能量、爆炸高度和所造成损害的精确测量,再结合对这颗小行星的残片的检测,从而建立一个电脑模型。一旦成功,他们就会进行对这次事件的电脑模拟,接着将进行对通古斯事件的电脑模拟。目前对通古斯事件的唯一准确数据是地震波记录和损失情况,但基于对冲击波的测量和来自于核试验的数据,科学家对通古斯爆炸的高度也有一个很好的估计值。其余信息则全都不确定。例如,它的能量是200万吨还是2000万吨?应用车里雅宾斯克爆炸模型,并且结合爆炸高度进行推算,对爆炸能量就会有相对确切的答案。一旦了解了爆炸能量,就能直接了当地确定这个天体的质量。

有科学家认为,车里雅宾斯克爆炸事件提示我们,通古斯事件也是由小行星而非彗星所造成。但也有科学家指出,现在就抛弃彗星理论为时尚早,毕竟现在已知道彗星也能携带大量能量。一个很能说明问题的例子就是“苏梅克一列维9号”彗星,它在1994年撞击木星后在木星表面留下了可见的疤痕。

美国新墨西哥州桑迪亚国家实验室的马克·波斯罗可能已经算出了一个答案。甚至在车里雅宾斯克事件之前,他就在使用电脑和估计值来模拟通古斯事件。现在,他正运用车里雅宾斯克数据来改进他的模型。不过,如果通古斯事件的元凶真的是一颗小行星,那么一块巨大的太空岩石爆炸后怎么可能不留下任何可见残迹(请参见相关链接《重金属作怪》)?目前,有关通古斯事件的谜题还有不少。如此看来,彻底破解通古斯之谜仍需再等一段时间。

重金属作怪

小的流星体每天都在地球大气层中爆炸、碎裂,但直到车里雅宾斯克事件之前,很多人不愿接受这个观点:大的太空岩石也可能做同样的事。如果通古斯大爆炸的元凶的确是一颗小行星,那么它爆炸后的残骸在哪里?

一个可能的解释在于铁。包含大量铁的流星容易在穿越地球大气层后“存活”下来。以1947年坠落于俄罗斯远东地区山上的“老爷岭”陨石为例,它的成分中超过90%都是铁,击中地球大气层时它几分裂成了几块,其中最大的一块重达1750千克。

车里雅宾斯克事件中的陨石则不同,它被分类_为“LL球粒状陨石”,意味着它的金属含量尤其是铁含量低,这会严重弱化这类石质陨星的结构,因此它们可能碎裂成无数碎片。请比较一块岩石和一块铁。如果你用铁锤击打它们,岩石会碎裂,而铁块或许只有凹痕。

随着一颗石质陨星以超越声速的速度穿越大气层,产生的热量会烧蚀掉陨星材料。岩石接着进入高超声速激波,导致岩石在到达地面前爆炸。车里雅宾斯克事件就是这样的例子,而一些科学家认为相同的事件也发生在了通古斯,因为目击者的证词(如果为真)与此一致。

来自于车里雅宾斯克和其他火球事件的经验就是,如果想找到证据,最好尽快赶到现场。而对于通古斯事件来说,最早的科学探险也发生在事件之后差不多20年。陨石会随着时间而改变,它们会被风化,什么东西都可能在它们上面长出来。总之,只要陨石被留在地面上无人管,它的任何改变都不意外。因此,如果不采集大量东西并送到实验室进行检测,就可能永远找不到某些陨石。

在最低限度上,车里雅宾斯克事件可能有助于排除所有其他理论。很多科学家指出,如果车里雅宾斯克事件真的是飞碟或某种秘密武器所为,那当然会有趣得多,但可惜实际情况并非如此。

作者:刘安立

来源:《大自然探索》

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