这场地质史中的超级爆炸至今未解……我们有办法对付吗？

“大地似乎被打开了，一切都将坠入深渊。”

——当地的雅库特人如此描述着...

惊天爆炸

1908年6月30日，俄罗斯西伯利亚埃文基自治区发生了一起超级爆炸事件，地点位于通古斯河附近、贝加尔湖西北向800公里处。

通古斯大爆炸的位置，据估计爆炸威力相当于2千万吨TNT炸药。

图 | D. Shannahan.

爆炸引起的地震波和气压波动被多个站点记录下来，诸如九百公里之遥的伊尔库茨克，还有德国波茨坦和英国剑桥，乃至印尼爪哇岛和美国华盛顿。据记载，欧洲多地的夜晚天空依然明亮，有数天时间可以在夜里看报纸。

由于此地荒无人烟，并无人员伤亡，而且当时俄国局势动荡，未组织任何官方调查，只有一些零星的新闻见诸报端。直到1927年才有一位地质学家莱昂尼德·库里克，组成调查队奔赴爆炸地点，并获取了许多珍贵的一手资料。

1927年库里克调查队所拍摄的树木倒伏景象

图 | 库里克调查报告

据现场目测，烧焦枯死的树连绵成片，大约横跨50公里之遥。许多树木在爆炸的冲击下倒伏，而靠近爆炸中心的树则保持直立，但枝桠和树皮都不翼而飞。当时人类还没有核武器的概念，许多年后经历核爆的日本广岛，也出现了这样光秃秃的直立树干，这意味着冲击波的波速非常之快。调查队经过一番挖掘和寻找，却没有发现陨石坑和任何陨石碎片。库里克还绘制了现场草图，爆炸范围呈现出怪异的蝴蝶形。

爆炸现场示意图，在库里克手绘草图的基础上重制

显示了呈蝴蝶形的破坏范围、树木倒伏方向及中心爆点（浅蓝色圆点F）

图 | 纪录片《通古斯大爆炸》，德国电视二台（ZDF）

众说纷纭的成因

关于这场超级爆炸的成因始终众说纷纭，不但成为普通民众感兴趣的世界未解之谜，而且吸引了科学界的关注目光，不少学者前往开展调查，并提出了一些推断。

【陨石说】这是许多人的第一反应，也是比较容易被接受的说法。但它无法解释为何没有任何撞击痕迹，像陨石坑或是解体碎片连续坠击形成的长条形链坑。毕竟地球各处都有硕大的陨石坑，例如著名的美国巴林杰陨石坑，直径约1.2公里，这种令人过目不忘的地表结构忠实地记录了，一场剧烈的撞击是如何在地表留下创伤的。

地球上第一个被证实的陨石坑:位于亚利桑那荒原上的巴林杰陨石坑。

研究者在1946年找到了铁陨石碎片等撞击证据。

图 | WiKiPedia.

【彗星说】彗星与陨石的显著区别在于，它的主体由易挥发的冰质组成。该说法强调，爆炸后欧洲大部的明亮夜晚，正是彗星作用的典型结果。

爆炸后的数日，欧洲大部的夜里都特别明亮。

可能是彗星里的尘埃和冰块散布在大气层中，产生类似夜光云的效果。

图 | I.T Zotkin. & A.L. Tchijevsky.

另外由于彗星蒸发速度极快，往往在高空就爆炸裂解，确实不会在地表留下任何撞击坑和残骸。除此之外，还有研究者在南极冰层中发现了富含难熔贵金属的球粒构造，经分析确认这些球粒来自1908年的事件。研究者据此猜测，是彗星爆炸碎屑被溅射到平流层中，数月后在全球范围传播并沉降。

该说法同样遭到了批驳，因为彗星体量极为可观，彗尾长度可达一亿公里，地球上应有多地多日的彗星观测目击记录才对。

【核爆说】确实，通古斯大爆炸的强度有别于此前的任何一场爆炸，核弹可以造成与之相当的效果。在日本遭受原子弹打击后，世人首次见识到核武器的威力，特别是广岛树木的倒伏、断枝特点与通古斯十分相似，很快便有苏联军事专家提出，通古斯也是一场热核爆炸。

上述说法都有一定可信度，但只能解释通古斯事件的部分特征，不能通盘进行圆满诠释。此外还有甲烷爆炸说、暗物质说、反物质说、黑洞说，甚至外星飞船坠毁说、特斯拉秘密实验说等，因过于发挥想象力，此处不再赘述。

最可靠的猜测

无论如何，一些无法忽视的现场证据指向了地外来源。例如沉积物中的钛、钴、锶、钇、钯及一些稀土元素均出现了含量异常，而且集中于地表的一定深度中。通常，钯和铱等铂族元素的丰度，在地外溯源中具有一定参照意义，其他诸如分布梯度及相对比值等现场元素情况，也与地外物质的特征较为接近。

通古斯爆炸地表沉积物中微量元素丰度随深度变化图。

纵轴为元素含量，横轴为沉积深度，指示了1908年的事件异常。

（图中各元素的含量单位不完全等同，仅作对比示意）

图 | 根据参考资料[3]重绘

另外，如果是陨石在高空爆炸，那么土壤应该有毫米级的陨铁液滴分布，但人们从未找到此类物质。总而言之，对通古斯的研究涉及到地球地质、天文气象、物理化学等多个领域，对于回溯地质史大型灾变事件具有较大的参考价值。迄今为止，已有1200余篇关于通古斯爆炸的论著面世。就在各方争议不断之时，2013年2月的一场天体坠落事件，意外地揭示了一个接近真相的可能性。

同样是俄罗斯境内的车里雅宾斯克，一颗重约8000吨的陨石在高空爆炸，产生的冲击波损坏了地表房屋的玻璃，造成千余人受伤，但仅有约1600吨的陨石碎片落到地面。该事件为科学家们提供了可参照的数据和新的思路，通过对计算模型进行反复修正，西伯利亚联邦大学研究团队得出了如下结论：

通古斯事件是一颗直径约100米的铁质小行星，以至少20km/s的速度，和至多11.25°的角度（近乎平行于地面）闯入大气层，在至少11公里的高空产生了巨大的冲击波，之后并没有坠地，而是保持高速飞行，以类似打水漂的方式脱离了大气层。

按照模拟，这种情形能够在产生冲击波的同时却没有留下陨石坑，树木的倒伏范围也呈蝴蝶形。另外，陨石中的部分铁原子将在高温中升华，散逸到大气中并沉降，不仅解释了明亮夜空现象，而且解释了为什么地表没有陨铁液滴的分布。该理论具备较为严密的计算推理，串起了物理、化学、地质等多个学科的证据链条，在历经8个月的审核后，发表于权威的《皇家天文学会》上。

小型天体接触地球的几种情况：①直接撞击，②引力俘获后撞击，③逃逸。

通古斯大爆炸很有可能是第三种情形，进入大气层打水漂后逃逸。

图 | 参考资料[6]

太空的威胁

事实上，像通古斯这样的小型天体事件并不是孤例，这些地外不速之客时常到访地球。据统计，地球地质史上有22次不同程度的生物灭绝事件，其中11次可能与小型天体的撞击有关。公众最耳熟能详的例子莫过于6500万年前恐龙的灭绝，目前最为接受的说法是一颗半径约10Km的小行星撞击墨西哥尤卡坦半岛导致的。若没有这次深刻改变生态位的撞击，或许今天就没有如此繁盛的哺乳动物世界，也就没有我们人类了。

尤卡坦事件的艺术想象图，

撞击形成的希克苏鲁伯陨石坑，

是地球上唯一具备完整峰环的陨石撞击坑。

图 | Detlev Van Ravenswaay /《SCIENCE》

目前人类已经发现了100多万颗小行星，绝大部分位于火星和木星之间的小行星带，极少数对地球具有潜在威胁。

行星的尺寸与其数量大致呈反比（红色曲线）

同时，小行星越小，往往越难被发现（蓝色曲线）

图 | 根据参考资料[10]重绘

小行星撞击的危害与其尺寸、撞击速度与角度等多个因素相关，或在空中爆炸解体，或是撞击海洋引发海啸，或是撞击地表形成陨石坑，并产生冲击波和热辐射。尘埃和森林大火的浓烟，可能上升进入大气平流层，导致大范围的温室/冰室效应，阻碍植物光合作用，甚至影响全球气候环境，进而引发物种灭绝。幸好，这只是极小概率事件，整个地质史上的大型撞击事件非常罕见。

根据《Earth Impact Database(地球撞击数据库)》截止于2020的统计,

地球表面仅有199个陨石撞击结构。

图 | 参考资料[11]

我们有办法对付吗

中国自古就有关于陨石的诸多记叙，成书于西晋的《竹书纪年》载，“帝癸十年（注：公元前1809年），五星错行，夜中陨星如雨。”这是我国最早的陨石记录。如今，作为一个志在星辰大海的现代化国家，我国在紧锣密鼓上马各种航天工程计划之余，也开展了小行星防御的相关筹备工作。

首届全国行星防御大会于2021年10月在桂林召开，

旨在提高我国近地小天体监测防御能力。

图 | 新华网

一、监测预警。目前地面光学望远镜是观测监视小行星的首要手段，如中国紫金山天文台的近地天体探测望远镜，是我国主要的近地小行星观测设备，观测数据量和精度均居世界前列。此外还有近距离雷达观测，像波多黎各的阿雷西博望远镜，在倒塌前也曾用于观测小行星。

二、主动防御。NASA下属的行星防御协调办公室，将于2022年9月开展小行星防御实验，试图以航天器撞击小行星Dimorphos的方式改变其轨道，这将是人类首次尝试太空防御。除了这样的物理撞击外，还有重力牵引、核爆、轨道激光器、离子推进器等理论，在可行性、效果及难度等方面，各自的优缺点不一而足。研究发展能够迅速摧毁小行星，或偏转其轨道的新型防御方法，是当前的主要探索方向。

通古斯事件已经过去一百余年，它的警示作用依然不时回响。如今设立于每年6月30日的“国际小行星日”，就是为了纪念这场旷世爆炸，以提高公众对小行星危害的认识。在并不算长的人类文明史上，我们先后对洪水、地震、台风等灾害建立起了多种屏障，而未来着眼于无垠天穹的发力，无疑将使人类具备更加完善立体的自我保护能力，以打造护佑家园的擎天之柱。

没读文献怎么敢讲故事

[1]马配学,高洪林,侯泉林. K/T界线铂族元素丰度异常与地外撞击事件. 地球科学进展,1999,14(2).

[2]欧阳自远. 奔走天地间:欧阳自远科普文选. 科学出版社,2015.

[3]谢烈文;侯泉林;E.M.Kolesnikov; N.V.Kolesnikova. 1908年俄罗斯西伯利亚通古斯大爆炸物体性质的地球化学证据. 中国科学(D辑:地球科学),2002,32(3).

[4]侯泉林;马配学. 1908年俄罗斯通古斯大爆炸的地球化学特征和爆炸物体的估计. 地质论评,1997,43(3).

[5]谢烈文;侯泉林;阎欣;王秀丽;Kolesnikov E M. 电感耦合等离子体质谱分析通古斯大爆炸地区沉积物中超痕量铂族元素. 岩矿测试,2001,20(2).

[6]耿淑娟;周炳红;李明涛. 罪恶之城索多玛毁于天火？一文解锁小行星撞击地球的五种姿势. 赛先生,2021年9月28日.

[7]Harris Alan W, D’abramo G. The population of near-Earth asteroids. Icarus,2015(257).

[8]张德良. 天外飞仙！陨石坠落过程中都发生了什么？知识就是力量,2018(9).

[9]Daniil E Khrennikov, Andrei K Titov, Alexander E Ershov, Vladimir I Pariev, Sergei V Karpov. On the possibility of through passage of asteroid bodies across the Earth’s atmosphere. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society,2020,493(3).

[10]马鹏斌;宝音贺西. 近地小行星威胁与防御研究现状. 深空探测学报,2016,3(1).

[11]LudovicFerrière.http://www.meteorimpactonearth.com/meteorite.html.

END

图文：林涛涛

本文来自微信公众号“地震三点通”

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