
欧洲南方天文台甚大望远镜看到的2024 YR4 。图片:ESO/O. Hainaut et al.
据《对话》(Gordon Osinski):在2月中旬的几天里,世界各地的头条新闻都在谈论2023年小行星撞击地球的可能性 , 特别是小行星2024 YR4 。2月18日 , 这种影响的可能性上升到3.1%的高点 。
此后,这一数字已降至接近零 , 但这一消息是一个现实生活中的“不要抬头”时刻,也是小行星撞击对地球上生命构成威胁的鲜明提醒 。
作为一名行星地质学家,我的研究重点是陨石撞击坑 , 地球过去大型小行星和彗星撞击的痕迹 。
撞击地球
在我们的太阳系中 , 有无数的小行星和数量未知的彗星 。这些天体中的大多数可以追溯到大约45亿年前我们太阳系的起源 。
研究已经确定了过去这些小行星或彗星撞击地球形成陨石坑的大约200个位置 。行星地质学家很少能分辨出撞击的是小行星还是彗星 。
这200个左右的撞击坑中最著名的一个是墨西哥尤卡坦半岛直径200公里的希克苏鲁伯撞击坑 。6600万年前,这次撞击摧毁了地球上65%的物种,包括恐龙 。
地球上最新、保存最完好的陨石坑之一是亚利桑那州直径1.2公里的流星陨石坑,形成于5万年前 。
数百万个陨石坑
在45亿年的时间里,200个陨石坑似乎不是一个大数字,也不值得关注 , 但这个数字只是实际记录的一小部分 。由于板块构造、火山爆发以及水、风和冰的侵蚀,地球上形成的大多数撞击坑已被抹去 。
为了真正了解撞击坑的普遍性,我们需要看看地球最近的邻居月球 。由于其邻近性,可以撞击月球的物体也可以撞击地球 。事实上,由于地球更大,这意味着我们的引力更高,在过去的45亿年里 , 撞击地球的小行星和彗星比撞击月球的小行星和慧星还多 。
最好的估计是月球上直径超过1公里的130万个陨石坑,还有70万个左右的较小陨石坑 。
更新计算
小行星2024 YR4于2024年12月27日被智利小行星对地撞击最后警报系统(ATLAS)发现 。它立即被确认为近地天体 。额外的望远镜观测使天文学家能够更好地计算其轨道 。

2024 YR4 相对于地球和周围行星的轨道 。图示:NASA/JPL
今年1月,这颗小行星撞击地球的概率超过1% , 引发了一系列国际反应 。国际小行星预警网络协调世界各地的望远镜进行进一步观测,缩小其轨道的不确定性 。
2月18日,美国国家航空航天局和欧洲航天局宣布,小行星2024 YR4在2023年撞击地球的概率为3.1%,是有史以来这种大小物体的最高记录 。这表示赔率为1/32 。相比之下 , 在美国,死于机动车碰撞的几率为1%,即95%;小行星撞击地球的可能性相当大 。
值得庆幸的是,基于对其轨道的改进计算 , 对撞击概率的最新估计已降至接近零 。
我们暂时摆脱了困境 。
潜在影响
行星学会首席行星科学家布鲁斯·贝茨(Bruce Betts)表示:“如果你把它放在巴黎、伦敦或纽约上空,你基本上会摧毁整个城市和一些周边地区”,导致小行星2024 YR4被称为“城市杀手”
小行星在地球上的平均撞击速度高达每秒17公里,比F-35闪电战斗机快25倍 。
为了计算小行星的质量,我们需要知道它的大小 。2024年第四季度的估计范围为40至90米 。如果我们取90米的上限估计值,我们可以计算出释放的能量约为900万吨 , 相当于900万吨TNT的爆炸能量 。相比之下,1945年投放在日本广岛的原子弹只有0.015百万吨 。
这颗90米长的小行星形成的陨石坑直径约为2.7公里 。这是陨石坑直径的两倍多 。
然而,破坏并没有就此停止 。对核武器的研究表明,每百万吨可以摧毁大约50平方公里 , 因此这种撞击可以通过火球、超音速喷出物和地震震动摧毁火山口周围多达450平方公里的区域 。
这会像一些报道所说的那样成为城市杀手吗?当然 。我的家乡安大略省伦敦的城市面积为232平方公里,人口约42万,将被完全摧毁 。
实际风险
好消息是,我们估计直径90米的小行星每10000年就会撞击一次 。对于一颗40米大小的小行星 , 这一频率降至每1000年一次 , 但破坏性影响大大降低 。值得指出的是,这些数字非常接近,它们并不能真正帮助我们弄清楚下一个数字何时会发生 。
正如小行星2024 YR4的故事所显示的那样 , 还有更多的好消息,我们在探测小行星方面做得越来越好 。由于联合国外层空间事务厅的协调,世界各地的许多空间机构正在合作,他们知道这对我们整个星球来说都是一个问题 。
如果计算继续表明小行星2024 YR4在2032年撞击地球的可能性很高,并且有足够的时间,就可以尝试偏转小行星 。2022年9月,美国国家航空航天局的DART航天器首次证明了小行星偏离其轨道是可能的,这在好莱坞电影中是可以想象的,但直到那时才被证明是可能的 。
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