《全球災變與世界末日》地球上的生命終將結(jié)束,這是人類不得不面對的一個現(xiàn)實。我們不斷面臨各種各樣的威脅,從全球變暖、大海嘯到小行星撞擊地球、超級火山爆發(fā)和下次冰期的到來……哪些迫在眉梢?哪些屬于遙遠的未來?人類能夠幸免于難嗎?本書為你揭示災變背后的種種原因。
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比爾·麥奎爾,倫敦大學學院地球災害學教授,本菲爾德災害研究中心主任,英國“自然災害工作組”成員,火山學家,曾出版《地球上的火山》、《啟示錄:全球災難博覽》、《幸免于難:地球臨危之對策》等多部著作。
星球何時相撞 月球表面數(shù)百萬密密麻麻的環(huán)形山不是火山爆發(fā)的結(jié)果,而是太空物體撞擊的結(jié)果,該理論的倡導者一直在為了說服科學家和大眾接受這一觀點而不懈努力。早在19世紀早期,德國自然哲學家弗朗茨·馮保拉·格魯伊圖伊森男爵(Baron Franz von Paula Gruithuisen)就斷言,月球表面的環(huán)形山是“遠古時代宇宙撞擊”的結(jié)果,但該說法遭到了“嚴肅”科學家的蔑視。(他還進一步聲稱,有確鑿的證據(jù)表明月球表面存在人類和動物。毫無疑問,這與前面的斷言有關。)在19世紀末期,美國地質(zhì)學家格羅夫·卡爾 ·吉爾伯特(Grove Karl Gilbert)采用向粉末或軟泥投射物體的方法,嘗試在實驗室模擬月球表面環(huán)形山的形成。但是,吉爾伯特對觀測到的結(jié)果感到困惑:只有垂直投射的物體才能夠產(chǎn)生如同月球表面上的圓形環(huán)形山。據(jù)此,W.M斯馬特(W.M.Smart)于1927 年宣稱,月球表面的環(huán)形山不可能由碰撞引起,因為 “隕石不會總是垂直下落”。直到看見了第二次世界大戰(zhàn)中數(shù)十億噸炸彈爆炸的效果以后,地質(zhì)學家才開始明白,如果爆炸足夠劇烈,不論彈道的角度如何,都能形成圓形的彈坑。也就是說,物體撞擊月球時所產(chǎn)生的劇烈爆炸幾乎無一例外地會形成圓形隕石坑。
值得一提的是,“月球表面環(huán)形山源于撞擊”這一觀點又歷經(jīng)了25年才贏得廣泛認可,而且即使在今天,面對壓倒性的反面證據(jù),仍有個別特立獨行的科學家堅持認為月球表面的環(huán)形山源于火山爆發(fā)。在科學界,要使任何新的理論得到認可無異干一場戰(zhàn)爭,地質(zhì)學也不例外。正如板塊構(gòu)造學說的支持者*初不得不同反對力量進行艱苦斗爭一樣,主張地球和月球曾遭到撞擊的科學家也曾同樣步履維艱。
早在1905年,本杰明·蒂爾曼(Benjamin Tilghman)提出,亞利桑那州著名的巴林杰坑 (Barringer Crater,現(xiàn)在稱之為‘隕石坑’)是“ 前所未有的巨大隕石撞擊”的結(jié)果。但是,這一觀點并沒有說服力,因為蒂爾曼與他的同事工程師D.M.巴林杰(D.M.Barringer)經(jīng)過25年的挖掘,并沒有找到撞擊物本身。現(xiàn)在大家明白了撞擊物會被碰撞產(chǎn)生的巨大熱量所蒸發(fā),但當時由于沒有確鑿的證據(jù),人們更相信那些提出其他形成機制的科學家。
直到二戰(zhàn)結(jié)束,許多地球科學家的各種想法都被否定,月球環(huán)形山的撞擊起源說才被接受,但是,這些科學家還是極力否定地球表面環(huán)形山結(jié)構(gòu)的撞擊起源說。由于地球具有更強大的引力場,被撞擊的頻率可能比月球高30倍,因而這種否定愈加顯得離奇。然而,由于地球的動態(tài)性質(zhì),撞擊坑極易被破壞,特別是那些年代久遠的,所以這種否定也在意料之中。由于板塊構(gòu)造,尤其是板塊俯沖過程——在此過程中玄武巖海洋板塊在地球內(nèi)部的高溫下持續(xù)消耗,大約 2/3的地表在幾億年前才形成。*強烈的撞擊發(fā)生在地球形成初期的幾十億年間,證明這一觀點的證據(jù)只有在不受俯沖過程影響的古老的花崗巖大陸中心才能找到。因為花崗巖容易被腐蝕和風化,也許經(jīng)過時間的洗禮,這些撞擊坑很難再被發(fā)現(xiàn)。一些*古老的巖石上保留下來的撞擊坑可能*多,它們分布在很偏遠的地區(qū),如西伯利亞、加拿大北部和澳大利亞。有些撞擊坑非常大,只有在太空中才能看到它們的真正形狀。今天,借助于人造衛(wèi)星的幫助,全球已有超過 172個撞擊坑得到確認,而地球容易被太空物體撞擊這一觀點已經(jīng)像板塊構(gòu)造學說那樣深入人心。
然而,爭論還遠沒有結(jié)束,辯論仍然在科學界繼續(xù),特別是關于撞擊的頻率和規(guī)律,以及——也許是門外漢*感興趣的——下一次大撞擊對人類文明的影響。撞擊發(fā)生的頻率還極不明確,不同觀點間存在嚴重的分歧,一方贊成撞擊物的流量是常數(shù),另一方則提倡所謂的集束撞擊(impact clustering)。盡管地球在早期遭受了非常猛烈的撞擊,但撞擊勻變說 (uniformitarianism)的追隨者竭力證明撞擊率是均勻的、不變的。相反,他們的對手則倡導另一種相干災變說(coherent catastrophism)理論,認為由于某種原因,地球會受到越來越多的小行星和彗星的周期性撞擊。
如果我們要客觀地評估未來撞擊對人類文明的威脅,很明顯,不論撞擊次數(shù)維持在目前的水平,還是在將來會更嚴重,我們都應該盡快確定,這一點極為重要。如果前者是正確的,那么一切照常,也就是說,大約幾百年發(fā)生一次隕石直徑為50米、可能摧毀一座城市的撞擊,幾萬年發(fā)生一次隕石直徑為半公里、可能消滅一個小國家的撞擊,而隕石直徑為l公里、影響波及全球的撞擊事件每60萬年發(fā)生一次。很幸運的是,巨大的毀滅級事件(Extinction Level Events:ELEs)——如6500萬年前終結(jié)了恐龍王國的、由10公里超大隕石引起的撞擊——大約0.5至1億年發(fā)生一次,因此,這種隕石在不久的將來撞擊地球的可能性很小;谝陨献矒袈剩行呛湾缧峭{論的支持者提出了引人深思的撞擊死亡率問題。假如你能夠建造一臺時間機器,飛馳到1000萬年以后的世界,在那里找到一個“行星記錄中心”并向它咨詢,你會得到一個很有趣的事實。百萬年間,因空難(無疑包括太空空難)而死去的人數(shù)可能在10到15億之間,而如果地球被兩塊l公里大小的物體撞擊一兩次,死亡總數(shù)可能為5到7.5億以上,可見空難死亡人數(shù)是地球撞擊事件中死亡人數(shù)的兩倍。也就是說,在你有生之年,因行星或彗星撞擊而死亡的概率是空難的一半。
如果真這樣想我們就能安心了?墒菗Q個角度看,因小行星或彗星撞擊地球而死亡的概率可能是你贏得英國彩票頭獎概率的350多倍,你可能就會嚇一跳。實際上,真實情況可能比這更可怕。
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