详解小行星武器的威力

2014-01-06吴国兴

太空探索 2014年8期

关键词：冲击波海啸小行星

□ 吴国兴

受小行星冲击后的城市

近地小行星作为一种太空武器其威力到底有多大，这是人们普遍关心的问题。小行星武器属于动能武器的范畴，因为它在轰击地面目标的时候会产生大量的动能，大量的动能主要以冲击波的形式表现从来，其次是热辐射、巨石块、电磁效应和继发效应等。

产生动能的多少取决于小行星的直径、飞行速度和小行星的密度。用公式表示：

动能量=6.256x10-8x(直径)3x(速度)2x(密度)

公式中的动能量用兆吨表示，直径用米表示，相对于地球的速度用千米/秒表示，密度用克/立方厘米表示。

冲击波

小行星在轰击过程中会接触到三种介质：空气、陆地和海洋，因此冲击波也分三种：在空气中的冲击波称为空气冲击波；小行星直接冲击地面可形成强烈地震；在海洋中的冲击波称为水压缩波。水压缩波在靠近海岸线时会导致海啸的形成。根据理论估计，一颗直径为1千米的小行星，冲击爆炸后释放出的能量是6 × 104兆吨，可引发里氏9.4级地震；而一颗直径为10千米的小行星，冲击爆炸后释放出的能量是6 × 107兆吨，可引发里氏12.4级地震。至今地球上有记录的最强地震仅是里氏8.9级。

小行星冲击海洋会形成海啸。海啸的高度与冲击点的距离成反比。例如一颗直径为1千米的小行星，冲击海洋后在距离冲击点300千米处的海啸高度为42米，1000千米处为18米，10000千米处为3米。而一颗直径为10千米的小行星，冲击海洋后在距离冲击点300千米处的海啸高度为1.3千米，1000千米处为540米，10000千米处为100米。因此，一颗直径为10千米的小行星，如果冲击到太平洋，无论冲击位置位于何处，整个太平洋沿岸都会形成大海啸。

热辐射

热辐射的形式主要是全球火暴和强烈的闪光。打个形象的比喻，全球火暴就好像是将地球放进一个巨大的火炉里面去烧烤，地球变成了“火球”。科学家认为，小行星撞击地球后会产生红外线“热脉冲”，形成50000℃以上的高温。这时地面成火海，所有物体都被烧焦，地球上80%的物种灭绝，可能只有海洋中和地下的一部分生物有望存活。热辐射还会产生一种非常强烈的紫外线闪光。这种闪光比太阳还要亮很多倍，不过仅持续几秒钟。这种闪光可伤害人体的眼睛和皮肤，可以致盲和皮肤严重烧伤。

巨石块和气溶胶

大的小行星冲击地面可形成陨石坑，陨石坑的直径是小行星直径的20倍。也就是说，一颗1千米直径的小行星，可形成一个20千米直径的巨坑；而一颗10千米直径的小行星，可形成150千米直径的巨坑。与此同时大量的石块和泥土被抛向空中，甚至到达大气层之外。这些石块和泥土可遮蔽住太阳、月亮和星星，使天空一片漆黑，大地仿佛又进入黑夜。这种情况可持续几个小时至几天。

被抛向空中的比较小一些的石块和泥土可以蒸发，然后迅速冷却和凝结，形成1毫米直径的小雾滴，这就是气溶胶。

电磁辐射效应

电磁辐射对人体一般没有直接伤害，但可以严重干扰和影响计算机、网络系统和通信系统。

继发效应

继发效应包括大面积火灾、海啸、火山喷发、熔岩流、水下滑坡、核冬天、酸雨、平流层效应、氧耗尽、地球磁极逆转、气候巨变、饥饿和瘟疫等。

大海啸

大面积火灾

65万年前造成恐龙灭绝的小行星撞击事件就形成了全球火暴。但直径比较小的一些小行星的冲击只能造成大面积的火灾。火灾区域的温度可上升到8000℃至30000℃。

海啸，火山喷发和熔岩流

小行星如果冲击海洋，不仅引发海啸，而且还可引发二次海啸。二次海啸也有很大的破坏性。

一颗大的小行星在冲击海洋时，可以击穿比较薄的海底地壳，进入下方的熔融地幔。这时不仅在冲击部位造成灾难，而且在与冲击点相对的地球另一边地壳也被击碎，形成一个出口，产生地幔柱火山喷发，同时伴随大量熔岩流，进而导致长期的全球生态破坏。

灰尘与冲击冬天

科学家推测，一颗大的小行星对地球的冲击可产生大量灰尘，灰尘的厚度从地面一直延伸到平流层，整个地球表面被这厚厚的一层灰尘完全笼罩着。因此太阳光无法到达地面，地面一片漆黑。这将使地球进入一个持续几个月甚至几年的黑暗时期。在没有阳光的情况下，地球表面的太阳能加热会停止下来，这可能使地面的气温下降39°C，导致所谓的“冲击冬天”。这种“冲击冬天”类似于大型核武器爆炸后引起的“核冬天”。