如果出一部名為(wei) 《犯罪現場調查：希克蘇魯伯隕石坑》的美劇，你猜劇情會(hui) 如何發展？沒錯，調查恐龍滅絕的原因。毫無疑問，這裏的“犯罪”現場就是墨西哥的優(you) 卡坦半島，研究人員在那裏發現了一個(ge) 超級大隕石坑。但是，凶器是什麽(me) 呢——小行星還是彗星？你可能會(hui) 覺得這其中沒有太大區別，就好比灑在路邊的士力架巧克力醬和奇巧巧克力條，都是巧克力，僅(jin) 有細微差別而已。但是，弄清楚到底是什麽(me) 東(dong) 西在希克蘇魯伯附近砸出一個(ge) 大坑，為(wei) 哺乳動物的繁榮發展掃清障礙，對天文學家評估地球麵臨(lin) 的宇宙危險十分重要。

有沒有可能，使恐龍滅絕的，不是小行星，而是彗星呢？

　　如你所知，彗星來自遙遠的地方，它們(men) 在內(nei) 太陽係停留的時間也十分短暫。基於(yu) 數十年的研究，科學家認為(wei) ，彗星撞地球的可能性很小。然而，一項最新研究卻表明，彗星對地球的威脅可能比我們(men) 之前認為(wei) 的大很多。特別是，我們(men) 尤其需要留意長周期彗星的威脅，而短周期彗星對地球的威脅確實不大。

　　人們(men) 認為(wei) ，長周期彗星最不可能會(hui) 撞擊我們(men) 的地球，因為(wei) 它們(men) 極少穿過內(nei) 太陽係（通常隻出現一次），而且經過時的速度極快。所以，對長周期彗星而言，地球是一個(ge) 極小的目標。長周期彗星被認為(wei) 起源於(yu) 奧爾特雲(yun) 。奧爾特雲(yun) 位於(yu) 柯伊伯帶外，延伸幾光年（最遠可達20萬(wan) 天文單位）一直到太陽係的邊緣。大多數來自奧爾特雲(yun) 的物體(ti) 永遠不會(hui) 靠近太陽，但仍有極少數會(hui) 滑過我們(men) 的天空。當它們(men) 接近太陽時，它們(men) 會(hui) 被加熱進而攜帶的冰物質開始蒸發，形成明亮的慧發和慧尾。1997年，海爾-波普彗星經過內(nei) 太陽係時為(wei) 地球人帶來了壯觀景象。

1997年複活節期間，一名攝影師拍攝到的位於(yu) 克羅地亞(ya) 帕津上空的海爾-波普彗星

　　這些彗星受到太陽引力的影響十分微小。正是銀河係的力量，比如分布不均勻的塵埃和氣體(ti) 雲(yun) 的綜合引力，將它們(men) 推向內(nei) 太陽係。但是，短周期彗星（或者說木星族彗星），則被認為(wei) 起源於(yu) 柯伊伯帶，是經過海王星軌道時留下的結冰物質。在朝向內(nei) 太陽係前進的過程中，海王星的引力會(hui) 將它們(men) 向外“彈射”。等它們(men) 再次返回向著內(nei) 太陽係奔去時，它們(men) 最終會(hui) 朝向天王星運動，然後在土星的協助下，重複“彈射”的過程，把這些物體(ti) 拋給木星。木星是除太陽之外最大的擾動源，因為(wei) 木星的質量是其他行星質量總和的兩(liang) 倍。一旦進入木星的影響力範圍，彗星留在內(nei) 太陽係的時間便進入倒計時，當彗星足夠接近木星時，便會(hui) 被彈出太陽係。在此期間，有那麽(me) 一小段時間，存在彗星撞擊地球的可能，但是時間窗口很小很小，撞擊率極低。

　　在這項發表於(yu) 《科學報告》上的新研究中，哈佛大學的天體(ti) 物理學家阿米爾·西拉傑和阿維·勒布為(wei) 彗星的故事帶來了新的漣漪。他們(men) 通過計算得出，大約有20%的掠過地球軌道的長周期彗星，它們(men) 因為(wei) 太靠近太陽，而有可能被潮汐引力撕裂。這個(ge) 過程會(hui) 產(chan) 生很長的彗星碎片鏈，大大地增加了彗星碎片撞擊地球的幾率。

　　彗星在十分靠近太陽時被潮汐引力撕裂，這樣的情況並不罕見。科學家也知道有幾組彗星十分有可能是潮汐碎片。例如，克魯茲(zi) 族彗星包含上千顆在太陽周圍沿著相似軌道運動的彗星，人們(men) 認為(wei) 它們(men) 都是某一顆在一千多年前分裂的大彗星的碎片。

西拉傑和勒布論文的主旨示意圖

　　根據對希克蘇魯伯隕石坑的研究，科學家可以推測撞擊物體(ti) 的直徑大約為(wei) 12公裏。隕石坑下麵發現的沉積物中包含的物質，通過與(yu) 小行星有關(guan) 。這並不奇怪。從(cong) 天文學角度來說，大多數撞擊地球的物質，來自於(yu) 小行星帶內(nei) 部附近，小行星最密集的區域。事實上，地球隕石中，大部分的岩石在光譜上與(yu) 小行星相關(guan) 。

　　這些隕石因為(wei) 太過常見而被稱為(wei) “普通”球粒狀隕石，或石隕石。大多數隕石反射的光，與(yu) 我們(men) 用望遠鏡觀察小行星帶內(nei) 部時看到的光類似。不穩定的軌道共振掠過小行星帶，當某個(ge) 小行星進入這些共振區域時，行星（通常是木星）會(hui) 強烈地擾動小行星的軌道，逐漸拉伸該小行星的軌道直至其變得越來越橢圓狀。這會(hui) 將小行星從(cong) 小行星帶內(nei) 部推離，推向行星的領域範圍，而小行星帶外緣的小行星往往會(hui) 因為(wei) 太接近木星，而被徹底彈出太陽係。大部分接近中心的小行星會(hui) 撞向太陽，隻有很少一部分會(hui) 撞擊地球。

　　2007年的一項研究提出，一顆來自小行星帶內(nei) 部、與(yu) 巴普提斯蒂娜族（Baptistina family）有關(guan) 的小行星或許是造成空了滅絕的元凶。根據該研究，1.6億(yi) 前，一顆更大的母小行星與(yu) 其他小行星碰撞後，產(chan) 生的殘骸形成了巴普提斯蒂娜族小行星。接著，巴普提斯蒂娜族小行星中的一員偶然闖入木星導致的不穩定軌道共振區域，於(yu) 是被彈入內(nei) 太陽係，最終在6500萬(wan) 年前撞擊地球。然而，撞擊後留下的沉積物顯示，撞擊地球的物體(ti) 與(yu) 普通的球粒狀隕石不太一樣，反倒更像碳質球粒狀隕石，這便涉及另一種類型的小行星（通常來自外小行星帶）。

　　起先，人們(men) 認為(wei) ，巴普提斯蒂娜族小行星在組成上，與(yu) 碳質球粒狀隕石相似。但後來的研究表明，這些小行星更接近普通球粒狀隕石。而且巴普提斯蒂娜形成的時機也往後推遲了很多，大約發生在8000萬(wan) 年前，進而給6500萬(wan) 年前的撞擊事件留下的時間機會(hui) 大幅縮小。所以，巴普提斯蒂娜小行星撞擊致使恐龍滅絕的猜想不再盛行。當然，人們(men) 並沒有完全排除小行星的可能性。或許，另一個(ge) 碳質小行星撞擊了地球，殺死了恐龍，也不是不可能。

　　最近一項發表在《科學進展》上的研究便探討了另一顆碳質小行星撞擊地球的可能性。論文的共同作者喬(qiao) 安娜·摩根表示，直徑約12公裏的小行星撞擊地球，導致恐龍滅絕，這一點如今“無可爭(zheng) 議”。論文的研究人員寫(xie) 道，從(cong) 撞擊坑取回的湖底岩芯之一“完好地保存了希克蘇魯伯撞擊事件後在隕石坑內(nei) 留下的直接後果痕跡，使用不同的地球化學示蹤物可以解開這些痕跡的謎團。借助這些示蹤物，小行星撞擊在最初幾個(ge) 月到新生代數千年內(nei) 對生物圈和全球環境的影響，以及希克蘇魯伯撞擊物體(ti) 的命運，這些細節可以無比清晰地呈現在我們(men) 眼前。”

　　已有證據表明，能夠導致恐龍滅絕的小行星，大約每3.5億(yi) 年撞擊地球一次。如果不考慮潮汐破壞，長周期彗星撞擊地球的概率極低，可能滅絕恐龍級別的彗星撞地球事件僅(jin) 那麽(me) 一次而已。但是，在考慮了潮汐破壞之後，西拉傑和勒布發現，這種撞擊頻率與(yu) 小行星的撞擊頻率幾乎在一個(ge) 水平上。但是，相同的潮汐破壞過程不會(hui) 提高小行星的撞擊頻率，因為(wei) 小行星太過密集，不容易受到潮汐破壞。

　　西拉傑和勒布提出的彗星分解模型前提是，需要一顆直徑至少為(wei) 40公裏到60公裏的彗星，朝向內(nei) 太陽係運動。這顆彗星無疑是一個(ge) 龐然大物，相當於(yu) 紐約市的大小——從(cong) 史泰登島最南端到布魯克斯最北端（理想情況下，大約一小時的車程）。不過，這麽(me) 龐大的彗星，我們(men) 也不是沒見過，海爾-波普彗星就有這麽(me) 大。但是，這麽(me) 大的彗星在潮汐撕裂後，產(chan) 生的碎片大小，很難推測。即便如此，西拉傑和勒布通過計算認為(wei) ，碎片的直徑大約在七公裏左右，足夠導致恐龍滅絕。

　　雖然新穎，但這個(ge) 模型仍存在很大的不確定性。種種跡象表明，內(nei) 太陽係的多數撞擊事件的“肇事者”均是小行星，至少，我們(men) 看到的那些撞擊坑，大多是小行星造成的。水星、火星還有月球上的隕石坑大小分布與(yu) 近地小行星的大小分布吻合，說明撞擊行星的物體(ti) 就是這些近地小行星。（地球上也有這些大大小小的隕石坑，不過它們(men) 要麽(me) 被地質活動掩蓋，要麽(me) 被侵蝕覆蓋了而已。）

　　另外，彗星分解模型還要求，每一次大彗星因為(wei) 過於(yu) 接近太陽而被撕裂時，須產(chan) 生大量碎片。模擬發現，撕裂的物體(ti) 會(hui) 在潮汐力的作用下，被拉成長條，重新聚集成10到20個(ge) 物體(ti) 。1992年，休梅克-利維9號彗星在太靠近木星時，被木星的強大引力扯裂成大約20個(ge) 碎片。這些模擬過程與(yu) 休梅克-利維9號彗星的自然現象吻合。值得一提的是，克魯茲(zi) 族彗星中的數千顆彗星也被認為(wei) ，來自一係列的彗星分解事件，而非單個(ge) 彗星的分解。相反，新模型需要產(chan) 生數百至上千個(ge) 碎片，才能將彗星撞擊的概率提高到與(yu) 小行星撞擊概率相同的水平。

圖中的冰凍碎片鏈（包含21個(ge) 碎片，未全部展示）屬於(yu) 休梅克-利維9號彗星，長約710000公裏，是地球到月球距離的三倍

　　接著是銥元素。全世界廣泛的地質挖掘表明，撞擊之後，會(hui) 有一層富含銥元素的物質沉積下來。由於(yu) 銥元素是“非常親(qin) 鐵的”元素，所以地球上的銥元素幾乎都在地核內(nei) ，而在地球的其他地方，銥元素極其稀有。因此，科學家認為(wei) ，這些富含銥元素的物質來自太空。滅絕恐龍的凶手必然含有豐(feng) 富的銥元素，足以在地球上留下一個(ge) 覆蓋全球的富含銥元素的物質層。

　　那麽(me) ，彗星的銥元素含量夠嗎？這取決(jue) 於(yu) 彗星的構成。雖然能用來檢測的彗星碎片不多，但NASA的星塵號飛船從(cong) 維爾特二號彗星帶回的樣本告訴我們(men) ，它們(men) 與(yu) 碳質球粒狀隕石飛船相似，而已知碳質球粒狀隕石含有銥元素（盡管含量比普通球粒狀隕石的少）。按道理說，彗星撞擊物體(ti) 的銥元素含量不會(hui) 比小行星的少很多，但具體(ti) 情況仍有待進一步研究。

　　這就使得我們(men) 一隻腳踏上了無人之地。雖然巴普提斯蒂娜族小行星理論已經成為(wei) 過去，但碳質小行星的數量足夠豐(feng) 富，仍可以成為(wei) 可信的小行星撞擊物體(ti) ，並且也能匹配所有數據。但這並不能完全排除西拉傑和勒布提出的彗星撞擊物體(ti) 理論，因為(wei) 潮汐破壞在（通過產(chan) 生彗星碎片）提高彗星數量時，也大大增加了彗星碎片撞擊行星的幾率。至少，在未來計算撞擊概率的時候，我們(men) 需要考慮彗星碎片的因素。

　　但顯而易見的是，哪怕彗星撞擊沒有滅絕恐龍，被太陽引力撕扯成碎片的彗星，對地球的威脅，遠比我們(men) 以前想象的要大。


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