当小天体撞击地球

　　编者按：小天体撞击地球，这个看似科幻的话题，其实离我们并不遥远，截至2011年，地球上就已经发现了180个陨石撞击坑，分布在33个国家。那么小天体撞击地球会产生什么样的后果？该如何避免？来听欧阳自远院士怎么说！

　　头

　　条

　　研究领域：陨石学与天体化学，月球与行星科学

　　获得奖项：全国科学大会奖、国防科技进步特等奖、国家科技进步特等奖、中国科学院自然科学一等奖等

　　演讲视频

　　演讲原文：

　　我的演讲题目叫做“小天体撞击地球的‘祸’与‘福’”，因为这涉及到地球上全部的生命和人类社会发展，也是人类命运共同体如何能够得以有序健康发展中，值得关注的一个问题。

　　太阳系小天体集中在火星外面的小行星带和海王星外面的柯伊伯带，但是最引人关注的是近地轨道的各种小天体。现在观测到的越来越多，根据最近的统计，已发现一万八千多个小天体在地球附近，围绕地球运行。大于一公里的大约有八百个、大于140米的有八千个，这对地球造成了巨大的威胁。它们的运行轨道比较繁杂，不确定什么时候就会撞上地球。

　　在地球的历史上，已经留下了180个巨大的撞击坑，这些撞击坑记录了过去小天体撞击地球的效应。小天体的运行速度是每秒45公里，地球公转的速度是每秒30公里，假如正面相撞，速度是非常大的，即使是从后面追上地球，也可以达到每秒15公里的速度。中国至今为止发现的小天体撞击产生的撞击坑，在吉林省岫岩，撞击坑确认是五万年前撞击形成的。

　　月球表面布满了各种各样的撞击坑，因为月亮是地球的好女儿，以它微弱的身躯抵御了很多小天体的撞击，火星上也有巨大的撞击坑。假设一个中等直径一公里左右的小天体撞击地球，大概可以产生15公里直径的撞击坑。撞击产生的各种尘埃气化粉碎会充斥到整个大气层，遮住阳光，使整年平均温度下降几度。

　　小天体撞击地球对人类社会的发展、对地球表面的生命是巨大的灾难。1980年，美国的一位科学家认为恐龙灭绝可能是一个小天体撞击地球的后果。

　　为什么一个小天体的撞击会导致如此严重的后果呢？因为小天体撞击后，挖掘出一个上百公里的大坑，把里面所有的岩石气化粉碎溅射在大气层中。

　　小天体进入大气层速度非常快，强大的冲击波挖掘地面形成坑，超高温、高压冲击波点燃了地球上的森林，甚至引发了全球大火，尘埃和灰烬弥漫在空中，遮住了70%阳光，撞击地球还产生了强大的地震和全球性海啸，地球表面的生态系统彻底崩溃。这是一场地球的巨大灾难，由于整个粉尘遮盖了阳光，地球变得寒冷和黑暗。

　　在这种背景下，植物不能进行光合作用而大批的死亡，植物的死亡导致了，以植物为食的动物食物链中断。以恐龙为代表，当时已经灭绝了70%的物种，这还只是地球巨大的中等性灾难，还有比这更加严重的灭绝事件。

　　我介绍的6500万前的这次撞击，地质学家根据当时生物物种巨大的灭绝事件，以此作为中生代到新生代、白垩系和第三系的界线层。那么在中国能不能找到这些证据呢？

　　一是广东的南雄盆地，它是陆相的堆积，难以保存完整的地质记录，最好能找到海洋的沉积。大气层中岩石破碎的粉尘、全球大火燃烧的灰烬沉降在海底，能够完整地保存。根据海底沉降的白垩系和第三系界线层的矿物、元素、同位素的分析测试，甚至可以算出来当时年平均温度下降了多少，也可以算出来撞击的母体究竟有多大。

　　还有一个地方是在西藏，那个时候还没有喜马拉雅山，西藏地区属于特地斯海。我在西藏拉萨附近的岗巴地区找到了白垩系和第三系的界线层。

　　因为小天体里面白金属元素要比地球组成含量多上几百倍，所以有异常发现，确实是小天体的撞击。碳氧同位素的变化也可以分析出当时的年平均温度，还有像大量物种灭绝等这些在西藏都可以找到证据。

　　因为是全球性的沉降，后来我们才知道那是一个十公里大小的天体撞击在墨西哥魔鬼角上，最后挖出来一百公里左右的巨大的撞击坑，引发了全球的海啸和历史上最大的地震。现在在这个地方，科学家们打了很多钻，证实了它的年龄是6500万年，也就是这次撞击事件发生的时间，导致了全球以恐龙为代表的70%物种的大灭绝。

　　由于西藏当时是海洋，后来喜马拉雅运动把它抬升形成高原，后来修建青藏公路劈开了一些山岭，就可以找到白垩系和第三系的界线层。我把全部的证据取得后，确证是一个十公里大小左右的天体撞击到了地球。

　　地球的生命演化经历了多次劫难，生命的个体是脆弱的，但是生命演化却是非常的顽强。在46亿年地球演化的历史中，地球上的生命从来没有断绝过，哪怕遇到二叠纪末——地球上最大的灭绝事件，90%的物种被灭绝了，以后又发生了四次中等灭绝。这次所研究的白垩纪到第三纪界面的事件，整个地球的物种有几个低谷都是有生物灭绝事件的记录。

　　但是可以告慰大家，地球的生命是顽强地演化着，哪怕灭绝了90%以上的物种，环境好转后，新的物种会大量爆发，所以一直延续到今天有很多新物种出现。地球的生命从诞生以来越来越繁茂，虽然经过很多劫难，生物的个体是脆弱的，但是生命的演化是极其顽强的。

　　任何一件事情有正面也有负面，小天体撞击带来全球性气候环境的灾变和生物物种的灭绝事件，但是也会给人类带来福祉。

　　我考察过18.5亿年前，有一个小天体撞击加拿大地区，结果挖出来了一百多公里的萨德贝里大撞击坑。后来这个坑被构造运动挤扁，成为椭圆形，撞击坑里面和周围形成了全世界最大的铜矿、镍矿和铂金族元素矿，对加拿大的经济发展发挥了重要作用。

　　图中显示的所有的地方都是开采铜、镍矿的矿山。因为小天体撞击以后，地下产生了很深的裂缝，引发深部基性岩浆的上升，形成了超大型的铜镍矿和铂金族元素矿，所以有很多采矿的矿山，现在它们也为加拿大经济发挥了巨大的作用，这是矿体的情况。

　　大家知道南非盛产黄金和钻石。我还考察过19亿年前小天体撞击南非维特握特斯兰德盆地形成的弗里德佛撞击坑。小天体撞击后产生的撞击断裂带热液活动强烈，形成许多大型的金矿床。小天体撞击后产生的撞击断裂带，诱发岩浆喷发，形成大量的金伯利型的金刚石矿。南非几乎所有的黄金和钻石都分布在撞击坑周围。

　　最近，俄罗斯发现西伯利亚的雅库梯地区的撞击坑，是一个70万年前由于巨大撞击而形成的撞击坑。由于受撞击的地层中含有很多碳，撞击产生的高温和高压使碳转变成了钻石，现在已经开采钻石矿了。据俄罗斯科学家估计，这些钻石可以供应全世界使用300年，我相信钻石大概也要降价了。

　　还有科学家设想能不能抓一个小行星来，让它就在月球的外围运行便于我们开发开采。一个直径1千米、重量20亿吨的小行星，就可开采3000万吨镍，150万吨钴和7500吨铂金。科学家发现灵神星(16 Psyche)距离地球3.7亿公里，这颗200千米直径的金属小行星主要成分是铁、镍、黄金、铂和铜。如果未来人类对灵神星进行采矿作业，并运送至地球，其资源价值约1000亿亿美元。