21世纪人类生存最大威胁——小行星向地球飞来

21世纪人类生存最大威胁———
小行星向地球飞来
———周海中先生访谈






□陈琦
今年4月9日上午7时06分，一颗编号为2010GA6的危险级小天体飞掠过地球，“擦肩而过”那一刻的距离，比月亮离地球还要近!在宇宙的尺度中，这算是非常危险的“亲近”了。
虽然地球这次侥幸逃过一劫，但小天体对它的潜在威胁依然存在。美国《发现》杂志曾经评出“威胁人类生存的21世纪二十大危险”，其中小天体撞击地球位于首位。前不久，美国《外交政策》杂志列出了可能导致世界末日的5种情况，小天体撞击地球也居于首位。同时在联合国认定的世界四大突发灾难中，小天体撞击地球还是位居第一。可见，小天体对地球的潜在威胁之大。
我国知名学者周海中先生曾经多次应邀参加关于天体相撞方面的国际学术研讨会，本报《博闻周刊》对他做了访谈。
Q01
羊城晚报：什么是小天体？据说它们曾与地球相撞，并给地球造成过创伤？
周海中：小天体通常是指太阳系内围绕着太阳运转但又不符合行星和矮行星条件的天体，主要包括小行星、彗星(俗称扫帚星)、流星体和其他星际物质。
地球从形成至今已有46亿年了。在这漫长的岁月里，发生过无数次小天体撞击地球的事件。据专家统计，近1亿年来，地球遭到小天体撞击造成直径大于1公里的陨石坑就有1万处之多。由于地球大气层的保护，体积和质量小的小天体往往在坠落地面之前就已燃烧殆尽，但大的就会给地球造成灭顶之灾。
6500万年前，一颗直径约10公里、质量为100亿吨的小行星撞到地球表面上，也就是现在墨西哥尤卡坦半岛东北沿岸地区；据专家估算，这一撞击释放的能量相当于100万亿吨烈性炸药（TNT）爆炸，是广岛原子弹爆炸威力的50亿倍，造成当时全球气候、环境、生态的灾变，使称霸世界的恐龙及其他生物种类的灭绝。
1490年4月4日中午，一颗直径约5米的流星体撞到我国甘肃庆阳地区；当时正逢清明时节，不少上坟的人被陨石碎块击中，据地方志记载，“击死人以万数”。
1908年6月30日凌晨，一颗直径约50米的彗星在俄罗斯西伯利亚通古斯卡地区上空5公里处爆炸，所产生的高温高压冲击波夷平了方圆2000多平方公里范围内的约6000万棵树木；不幸中之大幸是，这颗彗星毁灭的是一片无人区，没有造成更严重的社会性破坏。
1989年4月22日，一颗直径约10公里的“斯维夫特-塔特尔”彗星掠地而来，与地球失之交臂的时差仅为10天；这个天外来客每隔76年就会与地球擦肩而过，是一个十分危险的家伙。
去年11月8日，一颗直径约10米、运行速度为每秒20公里的小行星在印度尼西亚苏拉西岛南部上空的大气层中爆炸，发出轰天巨响，一条巨大弯曲状烟尘横过天际，引起大批居民恐慌；这一爆炸释放出的能量有3颗广岛原子弹爆炸的威力；所幸的是，由于爆炸的高度在地面以上20公里左右，因此没有造成任何破坏。
顺带一提，撞击释放的能量大小取决于小天体的体积、质量、密度、结构特征、运动特点、飞行速度、撞击角度等因素。
Q02
羊城晚报：将来会不会发生小天体与地球相撞的事件？
周海中：根据历史记载和科学预测，小天体与地球相撞只是时间问题，而不是会不会的问题。
据专家估测，直径10公里大小的小天体平均1亿年左右才会与地球相撞一次；直径约1公里的小天体撞击地球的概率是每10万年一次；直径约100米的小天体撞击地球的概率是每1万年一次；以上的撞击将会给地球造成灾难性的影响。
在接近地球轨道的地方，现有大约2000颗直径大于1公里的小天体和10万颗直径大于100米的小天体。这样的近地小天体(NEO)无论是撞上陆地，还是击中海洋，都将是一场全球性的浩劫；人类不能忽视所存在的风险。不久前，英国著名理论物理学家霍金在接受媒体采访时就指出：由于近地小天体的威胁，人类必须移民到其他能适宜生存的行星以摆脱灭亡的命运。
目前已知的对地球威胁最大的近地小天体是“阿波菲斯”小行星，其直径约400米；一旦它撞上地球，将释放出比广岛原子弹高10万倍的能量。据专家测算，“阿波菲斯”将于2029年与地球擦肩而过；由于其轨道被地球引力改变，它将于2036年重新光临地球，与地球相撞的概率为1/37至1/4.5万，在天文学上，这已经属于“非常高的概率”了。
如果它撞上人口稠密处，就会给人类造成重大灾难；即使撞上人烟稀少的地方，也会给当地的生态带来严重破坏。目前全球有100多个研究小组正在从事“阿波菲斯”的太空任务研究，希望在它接近地球时能降低或排除相撞的可能性。此外，美国宇航局、欧洲宇航局和一些相关机构联合设立了一项5万美元的奖金，在全世界征集跟踪“阿波菲斯”以及精确探测其轨迹的最佳方法。
Q03
羊城晚报：如何避免这种灾难？人类有防御措施吗？
周海中：要避免小天体撞地球，首先应该建立一个全球性的信息、分析和预警系统，操控世界各地的地面和太空望远镜来探测和跟踪那些可能会给地球造成伤害的小天体，这是防止灾难发生的基础；其次制定一个所谓应对它们的应急计划，从而做到未雨绸缪，防患于未然；再次，应该配备更先进的观测设备，培养更多的高级专门人材，并做好这方面的科普宣传工作。
任何机构或个人一旦发现“杀手”小天体，应该及时向国际天文学联盟（IAU）报告；经核实后，由国际天文学联盟上报联合国的有关机构；最后，由联合国向各成员国通报，并组织全球的科技力量来采取防御措施。值得庆幸的是，目前尚未发现近期对地球构成真正威胁的小天体，所以民众不必过于担忧。
Q04
羊城晚报：科学界对小天体与地球相撞这一问题有什么新研究？国际社会有何反应？
周海中： 从上个世纪90年代开始，国际社会尤其是科学界就十分关注小天体撞地球的可能性和危险性问题。科学家几乎每年都举行各种有关的国际学术研讨会，共商应对办法。
1993年4月，多国科学家在意大利埃里斯召开了专门的国际会议，共同探讨近地小天体可能撞击地球的问题，并发表了《埃里斯宣言》，试图唤起人们对这一问题的高度重视。同年7月，我应邀参加了在韩国首尔举行的“突变理论与天体相撞”的国际研讨会，与会者就危险级小天体的运行数学模型、撞击地球所产生的能量、如何用方程来描述灾变过程等问题进行了探讨和交流。
目前美国宇航局、欧洲宇航局、俄罗斯航天署、日本宇宙航空研究开发机构等都在加强对那些可能危及地球的小天体进行密切的监视和跟踪；哈勃望远镜也在不间断地监视它们的活动情况，另外拥有世界上最大数码摄像机的PS1望远镜已开始全天候地搜寻它们的踪迹。近地小天体对地球的威胁已经引起不少国家的高度重视。值得一提的是，美国是对外太空研究最为重视的国家，对于小天体会给地球带来伤害的动向更是格外敏感；白宫打算今年10月就小天体对地球的威胁制定一项政策，以便做好提前预警、事先防范和减灾灭灾的工作。
虽然小天体撞击地球目前是小概率事件，但那些有可能并具毁灭性的“入侵者”是非常需要高度警惕的。
 
目前科学界提出———
应对“杀手”小天体的预防方法
一是用核武器去炸掉它或改变它的运行轨道，但麻烦的是运载核武器的火箭必须在发生相撞前7年发射，而且爆炸很可能把它变成许多小“杀手”，把带有放射性的物体抛入不可预测的轨道。
二是用太空飞船撞击它，改变其轨道或把它撞碎；这种方法比较有效，但如同用核武器一样，这也可能把灾难扩大数倍。
三是用航空器给它施加压力，使它加速或减速，从而改变它的飞行方向；这种方法比较理想，但不易实行。
四是在它的表面插入一种像火箭那样的装置，让这种装置不断地喷出物质，像喷气式飞机那样，通过反作用力来推动它改变飞行方向。
五是用镜子、油漆等来影响它吸收太阳光和热量，通过热能的变化来改变其轨道；这种方法见效比较慢，需要20年左右。
六是用火箭把一面巨大的风筝形太阳帆发送到它的上面，而张开的太阳帆利用反弹太阳光子所产生的压力把它逐渐推离原来的轨道。
七是用红外激光使它的表面物质向外发散，从而产生反向加速度使它改变飞行方向；或者用超强红外激光把它摧毁成对地球无害的小碎块。
当然，还有其他的防御方法。不过，所有的方法现在都只是停留在理论设想阶段；是否切实可行，还要靠将来的实践来检验。
陈琦