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通古斯大爆炸

通古斯大爆炸在俄罗斯的位置
爆炸位置
爆炸位置
莫斯科
莫斯科
圣彼得堡
圣彼得堡
爆炸位置
库列克于1927年考察爆炸地点时所拍摄的照片
摄于2006年的通古斯地区,显示森林与生态已复苏完好

坐标60°55′N 101°57′E / 60.917°N 101.950°E / 60.917; 101.950

通古斯大爆炸(俄语:Тунгусский метеорит)是1908年6月30日上午7时17分(UTC 零时17分)发生在现今俄罗斯西伯利亚埃文基自治区上空的爆炸事件[1]。爆炸发生于通古斯河附近、贝加尔湖西北方800公里处,北纬60.55度,东经101.57度[2],当时估计爆炸威力相当于2千万吨TNT炸药,超过2,150平方公里内的8千万棵树焚毁倒下。目击者的报告表明事件中至少有3人死亡[3][4]

据报导,当天早上在贝加尔湖西北方的当地人观察到一个巨大的火球划过天空,其亮度和太阳相当,几分钟后,一道强光照亮了整个天空,稍后爆炸产生的冲击波将附近650公里内的窗户玻璃震碎,并且观察到了蘑菇云的现象,这个爆炸被横跨欧亚大陆的地震监测点所记录,其所造成的气压不稳定甚至由在当时英国刚被发明的气压自动记录仪所侦测。在事发后数天内,亚洲欧洲的夜空呈现出暗红色[5];有假说认为这是由于光线穿过在高纬度地区的极度低温中形成的冰晶颗粒造成的,这种现象常在航天飞机返回地球大气时出现[6][7]。在美国史密松天体物理台威尔逊山天文台也观察到大气的透明度至少数个月有所降低。

如果这个物体再迟4小时37分撞击地球,那么这场爆炸将摧毁当时俄罗斯帝国的首都圣彼得堡,而不是人口稀少的通古斯地区,造成更大的人员伤亡。

通古斯大爆炸之成因至今未明,与公元1626年5月30日发生在中国北京的“王恭厂大爆炸”并列为人类历史上成规模毁灭事件的两大悬案。

历史

由于通古斯地区过于偏远,当时只有少数科学家对这个爆炸事件感兴趣。就算当时有任何对这地区的调查,那些记录也很可能在接下来的混乱时代——第一次世界大战俄国革命俄国内战中遗失。

现存对此地区最早的调查是于事件发生几乎20年后进行的。1921年,苏联科学院的矿物学家列昂尼德·库利克到达通古斯河地区[8],并在这个地区调查当时陨石撞击的确切地点。尽管他们从未访问过爆炸发生的中央地区,但许多的当地记载使库里克相信爆炸是由巨大的陨石撞击引起的。他用陨石上的铁可能有助于苏联发展工业的理由,说服苏联政府对科学调查队给予资金[9]

库利克在1927年时所见倾倒的树,这时通古斯大爆炸已过19年。

1927年,库利克的调查队在当地埃文基猎人的帮助下终于找到爆炸区域的中心。让他们惊讶的是,没有发现任何陨石坑。烧焦枯死的树横跨大约50公里。少数靠近爆炸中心的树没有倾倒,它们的树枝和树皮则被脱去。倾倒的树则是向爆炸中心相反的方向倾倒[9]

接下来10年,有另外3支队伍被派到这一地区。库利克发现有一个小沼泽可能是陨石坑,但在排光其中的水后,他在底部发现一些树木残枝,所以确定那不是陨石坑。1938年,库利克又找人来航拍整个区域[10],显示树是以一个像蝴蝶的巨大形状倾倒,然而他仍然没有发现任何陨石坑。

1950和1960年代的调查队在这个地区发现极小的玻璃球洒在土地上。化学分析显示球内含有大量在陨石中常见的金属-,而且也确定它们是来自地球以外的。另外由根纳季·普列汉诺夫(Геннадий Плеханов)所领导的研究队发现其中没有辐射异常的迹象,这表示这并不是自然的核自爆现象。

1975年,以色列魏茨曼科学研究所的地震学家阿里·本-梅纳赫姆英语Ari Ben-Menahem分析了通古斯地震波的资料,认为爆炸的能量相当于1,000枚投在广岛的原子弹,引起天体物理学家的注意,进一步的模拟显示小行星可能在10公里的高度就已经蒸发完,但不排除有1米直径的碎片落下。1991年,意大利的探查队前往通古斯勘查,找到两篇1960年代有关于距离爆炸地点8公里的切科湖的论文,为这百年悬案带来了一线新的曙光[11],答案可能就在切科湖底。

天体撞击说

陨星空中爆炸

目前比较被科学界所接受的说法是一个陨星在大约离地6至10公里上空爆炸。

陨星通常是从外太空进入地球,速度通常可达每秒10公里。其在通过大气层时摩擦所产生的十分巨大,大部分的陨星在到达地面时便已燃烧殆尽或爆炸。一个直径10米的陨石可以产生约2万吨左右的爆炸,相当于投在广岛原子弹威力。

从20世纪后半开始,对地球大气层的监测让人类开始注意千吨级陨石的空中爆炸。根据美国空军国防支援计划英语Defense Support Program的资料显示,这种爆炸大约一年会发生一次。而类似通古斯那种大小的一千万吨级的是非常罕见的;尤金·舒梅克博士估计这种大小的陨石大约300年才会发生一次。

2013年俄罗斯乌拉尔陨石雨事件为陨石爆炸说提供了强力佐证。比太阳还要明亮的火球,巨大的音爆,和在天空中留下长长的烟雾轨迹无不与通古斯卡巴大爆炸当时的记录相符,只是在通古斯卡上空燃烧爆炸的陨石显然要比2013年的大得多。

爆炸类型

在通古斯爆炸时,在爆炸中心正下方的树被脱去树枝树皮,而稍远的树则因为爆炸波而倾倒,这个现象也被在核试验中发现。

1960年中期,苏联使用模型树跟小型炸药作实验,寻找哪种爆炸方式可以产生像通古斯爆炸相似的蝴蝶型爆炸。实验显示这个物体是以大约与地面夹角30度、与北方夹角约115度接近地面,然后在空中爆炸。

彗星撞击说

在天体撞击说的基础上,由于至今未在地上发现陨石,所以通古斯天体的物质成分一直是个谜。在1930年,英国天文学者弗朗西斯·约翰·威尔士·惠普尔英语Francis John Welsh Whipple指通古斯天体很可能是一个小彗星。由于彗星主要由冰与尘埃所组成,在撞击爆炸后就已经蒸发殆尽,所以没有留下一般石质天体会留下的陨石。而且,彗星说也解释了为何通古斯大爆炸后周边地区夜如白昼的现象,这可能是彗尾残留在高空的冰、尘颗粒反射阳光照亮夜空的结果[12]。这一理论在1960年代也普遍获得苏联的通古斯调查员所接受[12]

1978年,斯洛伐克天文学者卢博尔·克雷萨克英语Ľubor Kresák提出,通古斯天体可能是来自短周期彗星恩克彗星的碎片。恩克彗星是6月至7月金牛座β流星雨的来源,而通古斯大爆炸的时间点正好处于该流星雨的高峰期[13],且该撞击体的模拟撞击方向与该流星群的轨道相吻合[12]。已知这类流星通常会在离地表十至数百公里的高空爆炸,这现象一直被军事卫星所观测[12]

其他假说

作为20世纪最大的不解之谜之一的通古斯大爆炸,吸引了无数科学家的研究。因此便有了上百种的假说和解释,但至今所有假说都不能完整解释此事件中的所有现象。


黑洞

1973年,美国德克萨斯大学的两位科学家杰克逊(Jackson)和赖安(Ryan)提出,通古斯大爆炸是由于一个小型的黑洞(约10^23 kg)通过地球所引起的。并且断定小型黑洞是在冰岛纽芬兰岛之间大西洋某地穿过地球的。但由于没有证据显示在黑洞穿出地球时发生的第二次爆炸,所以此假说没有被广泛接受。而后来人们发现黑洞其实一直在向外发射出大量的X射线γ射线。根据史提芬·威廉·霍金所提出的理论,黑洞质量越小,“蒸发”越快。这样小质量的黑洞早在到达地球以前就“蒸发”殆尽了。

反物质

1965年,三位科学家(Cowan、Atluri、和Libby)提出通古斯大爆炸是由一个从太空坠落的反物质所造成的。他们还认为,半克铁和半克“反铁”相撞,便足以产生相当于广岛原子弹的威力。但一如其他很多解释,这种解释同样未能解释在当地找到的陨石和当地多种元素含量异常的现象。如果反物质存在的话,它们应当会在与物质相遇爆炸时,放出大量的γ射线。但一直没有找到因此发出的γ射线。

飞碟

最早在1945年,由当时苏联的军事工程专家亚历山大·卡赞采夫英语Aleksander Kazantsev提出。他的灵感来源于二战中在日本爆炸的原子弹。他觉得通古斯大爆炸中那雷鸣般的爆炸声,冲天的火柱,剧烈的地震,强大的冲击波和光辐射都和核爆非常相像。于是他在1945年8月提出了核爆说。主张通古斯大爆炸是一场核爆。进一步地,他在1946年大胆地提出这场核爆是由一艘访问地球的外星飞船所引起的。

此解说引起很多不明飞行物(UFO)迷的极大兴趣。从此通古斯大爆炸就和地外智慧生命有了紧密的联系。有人认为爆炸是因为外星飞船核爆引起的,也有认为是飞船解体,也有人认为是外星人通过通古斯大爆炸为地球解决了一次不明的灾难……凡此种种,不胜枚举。由于这种解释非常能吸引人的好奇心,所以一直比较流行。甚至有人称通古斯是俄罗斯的罗斯威尔

参见

参考资料

  1. ^ Trayner, C. Perplexities of the Tunguska meteorite. The Observatory (journal). 1994, 114: 227–231. Bibcode:1994Obs...114..227T.
  2. ^ Farinella, Paolo; Foschini, L.; Froeschlé, Christiane; Gonczi, R.; Jopek, T. J.; Longo, G.; Michel, Patrick. Probable asteroidal origin of the Tunguska Cosmic Body (PDF). Astronomy & Astrophysics. 2001, 377 (3): 1081–1097 [1 September 2015]. Bibcode:2001A&A...377.1081F. doi:10.1051/0004-6361:20011054.
  3. ^ Gritzner, C. Human Casualties in Impact Events. WGN. 1997, 25: 222. Bibcode:1997JIMO...25..222G.
  4. ^ Jay, Paul. The Tunguska event. CBC News. [20 July 2017].
  5. ^ Watson, Nigel. The Tunguska Event”. History Today 58.1 (July 2008): 7. MAS Ultra-School Edition. EBSCO. February 10, 2009 <http://search.ebscohost.com>
  6. ^ Cornell University (2009, June 25). Space Shuttle Science Shows How 1908 Tunguska Explosion Was Caused By A Comet.
  7. ^ Kelley, M. C., C. E. Seyler, and M. F. Larsen. (2009), Two-dimensional Turbulence, Space Shuttle Plume Transport in the Thermosphere, and a Possible Relation to the Great Siberian Impact Event. Geophys. Res. Lett, (in press) DOI: 10.1029/2009GL038362
  8. ^ The Tunguska Impact--100 Years Later. NASA Science. [13 January 2019].
  9. ^ 9.0 9.1 This Month in Physics History. American Physical Society. June 2018 [2018-12-22] (英语).
  10. ^ Longo G. The 1938 aerophotosurvey. [8 October 2017].
  11. ^ 西伯利亚的陨石悬案:科学人77期 PP102-107,远流出版社。
  12. ^ 12.0 12.1 12.2 12.3 Shoemaker, Eugene. Asteroid and Comet Bombardment of the Earth. Annual Review of Earth and Planetary Sciences (US Geological Survey, Flagstaff, Arizona: Annual Review of Earth and Planetary Sciences). 1983, 11: 461. doi:10.1146/annurev.ea.11.050183.002333. |author=|last=只需其一 (帮助)
  13. ^ The Tunguska object — A fragment of Comet Encke. Astronomical Institutes of Czechoslovakia. [2007-02-15].


外部链接


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