你愿意怎样死去-全球灾变与世界末日

时间:2023-12-05 09:29:03

你愿意怎样死去

目前,金牛座复合体模型在撞击威胁论中尚处于弱势,如果我们赞同这一模型,也许在大约1,000年以后,一连串刺目的闪电和刺耳的声震就会出现,预示着下一批彗星碎片的到来。也许我们明天就会被毁灭,也许10多万年以后一座城市会被毁灭,也许100万年以后全球都将陷入岩石粉末笼罩下的宇宙冬季。下次大灾难会给人类带来怎样的影响?这有赖于三件事情:(i)撞击物的大小,(ii)撞击物的运动速度,(iii)撞入海洋还是撞向陆地。若其他参数相同,撞击物越大,它的影响就越严重、越广泛。需要重申的是:一个50到100米大小的撞击物足以毁灭一个大城市,或者一个欧洲小国家,或者美国的一个州。撞击物体积越大,它的破坏力和破坏范围也将逐渐增加,当撞击物达到直径2公里这一临界尺寸后,除了引起区域或次大陆范围内的巨大破坏,还将造成一段时间内的温度骤降和植物生长减缓,从而影响整个地球。撞击物若大于2公里,地球生态系统就会受到越来越严重的破坏,直至引发大规模的物种灭绝。在6,500万年前的白垩纪末期,一个10公里大小的物体在墨西哥海岸外撞向地球,不仅导致了恐龙灭绝,而且致使当时所有物种的2/3也同时灭绝。更令人焦虑的是,有证据表明,在大约2.5亿年前二叠纪末期的一次大撞击后,只有不足10%的物种幸存下来。总的来说,地质记载中至少28%的物种灭绝与大撞击有关,正如我在前面章节中提到的,有些学派低估了撞击事件对环境的严重影响,倾向于认为以往物种的大规模灭绝与玄武岩熔岩大喷发有关。

你愿意怎样死去-全球灾变与世界末日

一块飞向地球的岩石的破坏力与它携带的动能直接相关,这不仅反映在物体大小上,也反映在撞击速度上。对所谓的长周期(long-period)彗星,它们的轨道能带它们进入遥远的星际空间,与近地小行星和在太阳系中心运行的彗星相比,这种长周期彗星的运行速度极快,破坏力也更大。破坏性质和破坏范围还取决于物体的撞击点是陆地还是海洋。地球表面的2/3被水体覆盖,从统计学角度来说,小行星和彗星的大部分撞击点是海洋。在这种情况下,与撞击陆地的情形相比,进入大气层的岩石粉末数量就会减少。但是,由于它所引发的大海啸能够严重破坏整个海洋盆地,这一小小的优点也被抹煞了。而且,随着巨量的水分和盐分进入大气层,气候可能受到严重影响,甚至保护人类的臭氧层也将暂时被毁坏。撞击影响环境的证据主要来自于对一大一小两次撞击事件的研究。

在1908年,一个相对较孝直径约50米的小行星穿过了地球大气层,在俄罗斯西伯利亚通古斯卡地区不足10公里的上空爆炸。这次大爆炸释放的能量约等于800个广岛原子弹,其声音可以在相当于4个英国的范围内听到,爆炸击倒了2,000平方公里的茂密森林。数千公里外的地震仪记录了这次爆炸,自动气压记一次又一次地检测到了冲击波的信号,直到它绕地球3周后最终消失。爆炸产生的烟尘使得欧洲夜晚的天空异常明亮,据当时的报告记载,人们能借着光亮在午夜的伦敦玩板球。由于通古斯卡地区难以到达,第一支俄罗斯探险队在25年后才抵达那里,而令俄罗斯科学院矿物学家列昂尼德·古利克(Leonid Kulik)及其团队迷惑不解的是,他们没有找到预想中的大撞击坑。但是,他们发现一片被严重烧焦的树林,它们齐刷刷地倒下,形成了一个直径60公里的圆形区域。当撞击物进入大气层时,巨大的应力引起了岩石爆裂,该区域就是空中爆炸形成的。由于该区域人口稀少,撞击造成的伤亡很少,大约有数人死亡,20人受伤。如果晚4个小时,地球自转把圣彼得堡这个大城市带入小行星的降落范围,那将会带来一场大浩劫。

与6,500万年前墨西哥尤卡坦半岛外海发生的大撞击相比,通古斯卡撞击事件就相形见绌了。一个10公里大小的小行星或彗星——不能准确判定其性质——撞进了尤卡坦半岛外海,永远地改变了我们的世界。几毫秒内,一场超乎想象的大爆炸释放了几十亿个广岛原子弹同时爆炸的能量,同时形成温度高于太阳的巨大火球。火球使海洋蒸发,并在海底形成一个直径为180公里的撞击坑。直冲云霄的冲击波将空气撕裂,向空中喷出了超过100万亿吨的熔岩浆,随后散落到全球。爆炸引发的地震把比欧洲还大的一片区域瞬间夷为平地,所有的生命几乎消失殆荆力量比最强飓风还要高5倍的超级飓风咆哮着(hypercanes)撕开了大地,会同巨大的海啸不断击打着几千公里外的海岸线。

接下来发生的事情更糟糕。被炸到空中的岩石像雨点般在全球各地纷纷落下,重新进入大气层时产生的热量向地面辐射,如大烤箱一般将动物活活烤死,引发的大火使地球上的森林和草原成为荒地,将地球上1/4的生命化为灰烬。即使空气和海水平静下来,地壳停止震颤,从天而降的碎石块停止轰炸,灾难还远没有结束。在接下来的几周内,空气中的烟尘遮蔽了阳光,使温度下降高达15℃。四周越来越暗淡,越来越寒冷,幸存的植物渐渐枯死,那些残存的食草恐龙也慢慢被饿死。海洋生物的命运也很悲惨,全球大火产生的有毒物质,以及撞击产生的大量硫磺进入大气后形成的酸雨注入了大海,毁灭了3/4的海洋生物。多年的严寒以后,希克苏鲁伯撞击(Chicxulub impact)带来的黑暗终于消散了,但此后火球撞击产生的氮氧化物发生了化学反应,将臭氧层撕成了碎片,毒辣的阳光炙烤着大地,形成了强紫外线辐射的春季——紧随宇宙冬季,许多幸存下来的物种饱受煎熬,它们无望地挣扎着,艰难求活。地球的自然平衡遭到了巨大破坏,有人估计,地球大约经历了几十万年的时间才从希克苏鲁伯撞击带来的灾难中恢复过来。当地球重归平静时,巨大的爬行动物的时代已经终结——只剩下早期哺乳动物,即人类的远祖——同时启动了一场进化试验,并最终随着人类的直立行走而宣告成功。但是,人类会有同样的经历吗?为了评估其可能性,让我们仔细看一下撞击事件的破坏力。

在通古斯卡撞击事件中,森林被破坏的部分原因是爆炸所产生的巨大热量,但主要原因还是爆炸所引起的冲击波。强大的冲击波生生地把树击倒,将森林夷为平地。冲击波的强度取决于峰值过压(peak overpressure),即冲击波的压强与环境压强之差。当峰值过压超过4磅/平方英寸时,产生的风比常见飓风风力高两倍,此时才能造成严重破坏。虽然一个直径50米的物体在低空爆炸时的破坏范围远远小于伦敦陆地面积,但它产生的巨大过压的破坏力相当于一个大型核装置,足以摧毁伦敦外环路以内的一切事物,如果撞击物的体积增加,情况就会更严重。一个直径250米的小行星足以穿透大气层,形成直径为5公里的撞击坑,破坏范围可达1万平方公里左右——约等于英格兰肯特郡的面积。如果小行星的直径达到650米,破坏范围将增至10万平方公里,相当于美国的南卡罗来纳州的面积。

虽然听起来很吓人,但这种撞击并不足以造成全球性的破坏。要产生全球性影响,撞击物必须是一个直径不少于1.5公里且速度较快的彗星,或是速度较慢而直径达到2公里的小行星。二者中的任何一个撞击地球都将产生100亿吨TNT当量的爆炸,毁灭一个直径为500公里的区域——相当于英格兰的面积,瞬间造成几千万人死亡,当然这还取决于撞击点的位置。

等到爆炸产生的尘土开始遮蔽天空,阻挡到达地面的阳光时,世界其他地方面临的问题才开始真正显现。与巨大的希克苏鲁伯撞击相比,这一过程无疑会导致全球温度骤降,但至于后果有多严重,人们并没有达成一致意见。然而,这种规模的撞击可能导致极恶劣的气候和庄稼绝收,其严重性不亚于1815年印度尼西亚坦博拉火山爆发后出现的“无夏之年”。正如上一章所提到的,在这种情况下,拥有充足粮食储备的发达国家尚且只能支撑一个月左右,全球范围内的粮食绝收无疑会带来严重而深远的影响。随着发达国家的社会与经济结构全面崩溃,粮食定量供给有可能成为现实。在发展中国家,粮食收成往往只够人们自己糊口,这时大范围的歉收有可能迅速演变成《圣经》中描述的大饥荒。有些学者预言,两公里的物体撞击地球后,多达1/4的人口将死于恶劣的气候条件。更大的物体撞击地球后,植物的光合作用就会彻底停止。一旦出现这种情况,那就不是多少人会死亡的问题,而是人类是否能存在的问题了。有估计认为,一个直径4公里的物体撞击地球后会向空气中排入大量的灰尘和碎片,使光照水平无法满足光合作用的需要。

由于不知道远处有多少有威胁的物体,也不知道它们是否会突然撞向地球,我们几乎无从了解小行星或彗星何时会撞击地球,从而将我们带入世界末日。类似导致恐龙灭绝的希克苏鲁伯撞击事件几千万年才发生一次,因此,这种撞击在任何一年发生的可能性都很校然而,看到下面的事实我们就乐观不起来了——如果西瓦假设成立,也就意味着下一批奥特云彗星可能正在奔向内太阳系。如果不成立,那么在金牛座复合体的密集部分回归,以及另一个小行星袭击地球以前,人类也就只有1,000年的时间了。即使撞击事件发生的时间没有内在联系,我们也无法从统计学的角度来解释为什么地球不会在明年遭到未发现的近地小行星或从未光临过内太阳系的长周期彗星的撞击。与通古斯卡规模类似的撞击带来的威胁很小,因为与地球表面相比,撞击物的破坏范围很校如果其中一块撞击物撞向了城市,其他大部分落到海里,那就很糟糕了。大块物体撞向了海洋,这听起来似乎是好事,但实际上是个恶耗。例如,一块500米的岩石落入太平洋底部将引发巨大的海啸,导致半个地球上的所有沿海城市在约20个小时内被大规模地毁坏。实际上这一情况发生的概率相当高——在接下来的100年中大约有1%的可能——而且死亡人口至少将会有几千万。

根据最新估计,直径为1公里的物体撞击地球的频率是60万年一次,但是,这一规模的物体所产生的撞击坑至少也有约100万年的历史。当然,自那以后可能还有几次大撞击,它们或是撞进大海,或是撞在了陆地上而尚未被发现。你也许会说,威胁肯定是有的,但真的迫在眉睫吗?答案是肯定的。大约有12个小行星(大部分都很小)可能在2100年之前与地球相撞。实事求是地讲,这种可能性并不大,因为撞击的概率只有万分之一多一点,但我们要知道这样的概率已经不小了,如果这是彩票中头奖的概率,我的彩票代理商会从我这里得到不少生意。最令人担心的是2004年末发现的直径为320米的近地小行星MN4,最近被命名为毁灭者Apophis)——古埃及神阿佩普Apep)的希腊名字。人们一度认为毁灭者于2029年4月13日撞击地球的概率高达1/37,让人欣慰的是,这一概率现在降低为1/8000。听起来很高,但和2001年夏季英格兰足球队以5:1击败德国队的概率相比,这些概率也只是它的80倍。几年前,科学家提出了一个名为“都灵等级”(Torino Scale)的指标,以便衡量撞击产生的威胁,而毁灭者是迄今为止第一个都灵等级持续大于零的物体。目前它的等级为1——被定义为“需要小心监测的事件”。随着我们对其轨道的进一步约束,这颗近地小行星成为了许多人关注的焦点,而且我们了解得越多,就会发现它的都灵等级完全有可能超过1,成为“值得关注的事件”。然而,这一等级再次升高的可能性很小,我们也期望很多年以后才会首次出现等级为10的撞击事件——定义为“确定的、具有全球影响的撞击”。如果预警充分,我们或许能够使小行星不挡道,保证地球正常运行,但如果一颗新的彗星向我们飞来,由于它体积大、速度快、来势迅猛,我们几乎无法招架。