當一顆流星墜落地球

盧健龍

雖然不是每個人都有幸親眼見證流星的降臨，但幾乎每一個幸運兒都會好奇這些稍縱即逝的天外來物的來源。公元2世紀，著名天文學家、“地心說”的提出者托勒密就曾將流星解釋為眾神俯視大地時從天球的縫隙中滑落的星星。他還認為，流星出現的時候正是眾神俯看人間的時候，此時如果許愿，便可能在眾神的幫助下得以實現。一直到21世紀的今天，仍然有很多人是這種浪漫幻想的追隨者，流星和許愿也成了眾多影視文學作品中的固定搭配。

在遙遠的東方，比托勒密的誕生還要早得多的時候，中國人就已經留下了對流星的目擊記錄。孔子在其編撰的《春秋》中記載了在魯僖公十六年（前644）五顆隕石墜落于宋國（今河南商丘境內）的事件：“隕石于宋，五。”這是中國古籍中對流星和隕石最早的記錄之一，孔子對隕石這一貼切的稱呼被沿用至今。在《春秋》中的另一處，孔子還留下了對流星雨的記錄：“夏四月辛卯，夜恒星不見，夜中星隕如雨。”這是歷史上最早的對天琴座流星雨的描述。然而，在我們祖先的眼中，流星經常是不祥之兆，比如在唐朝名臣魏徵等人所編撰的《隋書》卷二十一中，就記下了北周末代皇帝周靜帝時期的一次流星事件：“六月丁卯，有流星一，大如雞子，出氐中，西北流，有尾跡，長一丈所，入月中，即滅。占曰：‘不出三年，人主有憂。 又曰：‘有亡國。。”

無論是對美夢成真的幻想，還是對厄運將至的擔憂，歸根到底都源于當時人們對宇宙的認知局限。我們現在知道，隕石本質上就是從外太空墜落于地面的一些固體碎片，當這些外來物體高速穿過大氣層時，便會與空氣劇烈摩擦并發光發熱，這就是人們所看到的流星。從本質上來看，流星與我們身邊隨處可見的一石一木并無不同，它們由我們熟知的原子構成，也時刻遵循著與地球相同的物理規律。

到達地面的隕石通常可以根據成分劃分為3類，分別是石隕石、石鐵隕石及鐵隕石。石隕石中的主要成分是巖石，鐵隕石則主要包含鐵與鎳，石鐵隕石中同時存在很多金屬和巖石。人類最早制作的鐵器，便源于隕石中的隕鐵。其形態獨特，比一般鐵礦更易被發現和利用，成為人類煉制鐵器的起點。

目前已知世界上最大的隕石是位于非洲納米比亞共和國境內的霍巴隕鐵（Hoba Meteorite），這塊巨大的隕石主要由鐵組成，總質量約60噸，由于它實在太重了，從墜落到地面的那一天起就沒有離開過撞擊點，并被塵土逐漸掩埋，直到1920年被人偶然發現并挖出才重見天日。在中國新疆維吾爾自治區的阜康市，人們也發現過一塊重達1003千克的隕石，它被稱為阜康隕石。與屬于鐵隕石的霍巴隕鐵不同，阜康隕石是一塊石鐵隕石，里面含有大量的橄欖石結晶，絢麗奪目。當然，并非所有的流星都能在地面上留下如此顯眼的遺跡。許多流星在大氣層中燃燒并解體，最終只在地球上留下細如塵埃的微隕石，只有在海洋沉積物和極地沉積物等少數地方，我們才有機會探尋它們的蹤跡。

除了隕石本身，流星撞擊地面所留下的隕石坑也吸引了眾多科學家和隕石愛好者的濃厚興趣。隕石在下墜過程中會有一個與之對應的終端速度，在形狀大致相同的情況下，越大的隕石質量就對應著越大的終端速度。這種現象在我們日常生活中也很常見，從樓上掉下來的螞蟻幾乎不會有什么損傷，因為它們在下降過程中會很快達到一個很小的終端速度，接著便幾乎勻速地落向地面。如果墜落的隕石擁有非常大的質量，那么它便可以在飛向地面的過程中不斷加速，最終以巨大的速度與地面接觸，伴隨而來的則是驚人的動量和能量的瞬間釋放，撞擊點會因此留下尺寸可觀的隕石坑。位于美國亞利桑那州北部沙漠中的巴林杰隕石坑（Barringer Crater）是其中一個著名的例子，它的直徑有1200米，深度為170米，呈現出與眾不同的近似方形的輪廓。

值得一提的還有一個容易與流星相混淆的概念，即彗星。彗星又被稱為“掃把星”，這名稱源于其長而顯眼的尾部。彗星是由冰凍的氣體、塵埃和巖石等構成的天體，當它們在移動時接近太陽，便會被加熱進而釋放出氣體，形成從地球上便可以觀察到的彗發和彗尾。古希臘哲學家亞里士多德是最早嘗試為彗星給出宇宙學理論解釋的人之一，他在《天象論》中認為，彗星是一種大氣現象，而不是獨立的行星。從現在的理論來看，他的認知顯然是錯誤的，但不可否定的是，亞里士多德根據當時僅有的觀察結果和邏輯分析進而推理論證的科學精神，引導科學家們最終揭開了彗星的神秘面紗。

微小的流星往往在到達地面之前便被完全燒毀，不留任何痕跡。稍微大一些的流星則有機會在地球上留下或大或小的隕石，在時間的洪流中逐漸被掩埋，或者被幸運的隕石獵人送進收藏家的展覽室。但如果是尺寸極其巨大的流星，則可能給地球帶來翻天覆地的變化。曾經統治地球大陸長達1.6億年的恐龍，在距今約6600萬年的白堊紀末滅絕事件中消失殆盡，只留下鳥類這一支直系后代。恐龍的滅絕給哺乳動物的崛起騰出了空間，現在的我們也因此出現。那么6600萬年前到底發生了什么，以至于地球生物圈的發展出現如此巨變？現在大多數人接受的理論是由加州大學伯克利分校的西班牙裔美國物理學家路易斯·阿爾瓦雷茨于 1980年提出的隕石撞擊理論。

大約6600萬年前，一顆直徑10千米左右的小行星以每秒20千米的速度撞擊了墨西哥的尤卡坦半島，這次撞擊所釋放的能量為1014噸TNT當量。這個能量有多大呢？人類到目前為止引爆過的威力最大的炸彈是蘇聯制造的“沙皇炸彈”，其爆炸威力是5000萬噸TNT當量，也就是說，那次小行星撞擊地球的能量相當于同時引爆了200萬顆“沙皇炸彈”。劇烈的能量釋放產生了一個直徑約為 180千米的巨型隕石坑，它被稱為希克蘇魯伯隕石坑（Chicxulub Crater）。隨之而來的是一連串的全球氣候和環境巨變，生態系統迅速崩潰，甚至連地球的自轉和公轉都被顯著改變了。

流星終結了恐龍時代，也開啟了哺乳動物的繁榮時代。由于氣溫降低與大型獸類帶來的食物匱乏，人類“被迫”放棄單一的狩獵與采集生活，開始嘗試種植農業作物，由此揭開了文明新篇章。時至今日，依舊有人因為流星的降臨憂心忡忡，也有人在流星的光芒下期待美好。回溯歷史，探尋未知，科學家們在思考中逐漸走出迷霧，深入宇宙。