為什么車里雅賓斯克和通古斯卡的隕石會在空中爆炸?
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2018年12月,一顆流星在俄羅斯附近的白令海上空爆炸,其威力是二戰結束時美國投在廣島原子彈的10倍,這顆流星讓人記憶猶新,但絕對不是劇烈的一次。
現代最著名的兩起流星空中爆炸事件都發生在俄羅斯,分別是2013年的車里雅賓斯克流星爆炸事件和1908年的通古斯卡事件。
百萬噸TNT當量的流星空中爆炸事件,不禁讓人感嘆人類的渺小,但有時候也會被當做未解之謎。
那么問題來了,是什么原因導致這些流星在我們的大氣層中劇烈地爆炸的呢?,又是為什么有些流星會一路墜落到地面呢?
是什么讓流星在大氣中爆炸?
當我們談論流星為什么爆炸時,我們首先必須知道,當彗星或小行星撞擊地球的大氣層時,它的速度是每小時數萬公里。
在真空中,沒有任何東西可以產生阻力使它們減速,但是,一旦它們接觸到我們的大氣層,就會有很大的空氣阻力,并摩擦產生大量熱量。
進入地球大氣層后,流星高度壓縮和熾熱的迎風面和背面之間產生巨大的氣壓差,流星背面本質上是真空的存在,因為被置換的空氣還沒來得及填滿后面的空間。
這種壓力差將迫使任何被困在流星迎風面的空氣進入流星表面的開口或裂縫中。
當流星迎風面的強大壓力持續下去時,這將開始擠壓裂縫的側面,就像劈開木頭的楔子一樣。
如果壓縮的空氣已經擠進了流星結構內部,它會向更深處蔓延,迫使流星內部出現更多的裂縫。
最終,由于流星迎風面和背面之間的壓力差實在太大了,導致流星的結構無法容納壓縮空氣。
一旦第一個“洞”打穿壓力不足的背面,流星就會猛烈地破裂開來,無論它的結構完整性如何,都無法抑制超高溫、超高壓的空氣,這些空氣已經在流星的各處鉆出無數的裂縫。
流星內部的壓力向四面八方推動,最后把整個流星炸開,瞬間釋放出這個過程中產生的大部分熱量和動能。
這就是流星空中爆炸的原因所在,但似乎這樣的爆炸事件并不常見,那么什么樣的流星會落地,選擇在地面釋放能量呢?
圖為:通古斯卡事件
材料、大小和形狀
地球上每天都要接受無數天外來客襲擊,但是真正能到達地球表面的確實是少之又少,這取決于流星的大小。
同樣,流星是否在空中爆炸,很大程度上取決于它的大小和結構,以及組成材料。
車里雅賓斯克隕石直徑約20米,重量在1.2萬噸左右,爆炸時時速約6萬公里,在地表上20公里左右爆炸,釋放的能量相當于20至40枚廣島原子彈。
它產生的能量以沖擊波的形式釋放出來,震碎了十幾公里外的窗戶,造成數百人受傷,但幸運的是沒有人員死亡。
而通古斯卡事件的隕石,預估是它的兩倍,已經只在8公里左右的上空爆炸,產生的能量相當于185顆廣島原子彈,如果你看過此事件的相關報道,就知道這個爆炸有多激烈。
如果再大一點流星體可能就會撞擊地面,因為這種壓差爆炸過程沒有足夠的時間穿過這些流星體使其分裂,而更有可能落地。
另外流星的材料也很重要,比如鐵流星體更小,更密,即使是較小的鐵流星體也趨于到達地表。
最后
盡管這種機制可以保護地球上的居民免遭小型流星體的侵害,但大型流星體可能不會受這種爆炸影響。
我們只能慶幸,這些較大的流星體并不常見,經歷的概率就更加低了!
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- 編輯:馬可
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