【專欄】五月十八日隕石差點擊中地球

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文/王至劭(台聯政策顧問、台灣教授協會會員)

五月十八日飛掠地球的近地小行星(編號為 2026 JH2),距離地球最近時約為九萬一千公里,這個距離大約只有地月平均距離的 四分之一,幾乎可以說是擦身而過。每秒十八公里的速度。它的直徑大概是十五到三十公尺,也就是大約一輛校車那麼大,或者更大一點。該隕石若不幸撞上地球,撞到的地方圓半徑五十公里會被摧毀,其內幾乎所有的人類甚至大型動物都會死亡。這一顆隕石,每一千三百七十四天會繞太陽一次,但因地球一直在動,下次來到同一地點時地球早已走到別的地方去了。

小行星、隕石一旦闖入月球軌道之內就被視爲「極度危險」,進來一般都是任意角度任意性的(random),我們來算算進入月球軌道後會撞上地球的機率。地球半徑是六千四百公里,月球繞地球的軌道半徑平均大約是三十八萬公里,因此,此軌道半徑大約是地球大圓半徑的六十倍。截面積是平方的關系,因此,地球大圓截面積是月球軌道截面積的三千六百分之一(1/ 3600)。換句話說,小隕石闖進來就會有三千六百分之一的機率會撞上地球。這回事似乎機率不大,不過,千萬不要小看,這樣的小行星至少每十年撞過來一顆。換句話說,每三萬六千年就至少有三千六百顆撞進來,它的期望值就是「一」(3600×1/ 3600=1),幾乎肯定會撞上地球,而三萬六千年在整個地球的年齡來看是短暫的,人類走出東非平均是十萬年,這個時間可撞上好幾顆了。事實上,六千六百萬年前就是因為有顆直徑十公里左右的隕石撞上墨西哥猶加敦半島末端,造成數十年整個地球天昏地暗、氣溫急遽下降,幾乎所有恐龍滅絕(恐鳥例外),雖然牠們已經生活甚至主宰地球一億多年了。

(科學探長頻道圖片)

這一顆小隕石事先沒有被任何天文台發現,一直到二0二六年五月十日才被亞利桑那州萊蒙山天文台發現,這時候,離和地球擦身而過已經剩下八天。人類現在的技術有辦法發射特殊火箭,使小行星、隕石軌道產生略微偏轉,避免撞擊地球,不過,必須要提早十幾年發現,也就是要給我們十幾年以上的時間去做一切的準備,小行星也要繞太陽多轉幾圈以便擴大偏移量。

地球周圍一共有兩萬五千顆小行星、隕石,目前我們追蹤得到的只有百分之十,它們也是繞著太陽在轉。這些星石幾乎都是橢圓形軌道,可能數千天、甚至更久環繞太陽一週,進入短軸軌道時撞上地球的機率自然增高。

我們再來看看其它例子,二0一三年二月十五日,俄羅斯車里雅賓斯克早上九點二十,有一顆直徑十五到十七公尺的隕石撞了過來,還差點撞上核電廠,那一次可以說是更加驚險,那次速度是每秒十九公里,在離地二十三公里的地方炸開,相當於四十四萬至五十三萬噸TNT(黃色炸藥)的力量。廣島那顆原子彈也才相當於1.5萬噸TNT,約三十顆原子彈的威力。

二0二0年的2020VT4小行星和地球的距離不到四百公里,比國際太空站還要低,約一台小皮卡車大小。二0二九年四月十三,阿波菲斯(Apophis)小行星,直徑約三百三十五公尺,離地將只有三萬兩千公里飛掠過去,比同步衛星還低,許多人有機會看到。也有可能因為地球引力場,有些部分被剝落而撞進地球。

不知大家對中國歷史熟不熟悉,明朝《天變邸抄》(皇家報紙)描述:「天啟丙寅五月初六日巳時,天色皎潔,忽有聲如吼,從東北方漸至京城西南角,灰氣湧起,屋宇動盪。須臾,大震一聲,天崩地塌,昏黑如夜,萬室平沉。」爆炸過後「有如亂絲者,有五色者,有如靈芝黑色者,衝天而起,經時方散。」「兩萬多居民非死即傷,斷臂者、折足者、破頭者無數,屍骸遍地,穢氣熏天,一片狼藉,慘不忍睹。」這就是有名的「天啟大爆炸」懸案。

這很可能就是一顆小隕石,直徑約一、兩米,千萬不要小看這隕石小,因為速度實在很快,就以正方體直徑一米來計算,重量等於1×1×1再乘6000(公斤/立方米)(隕石平均密度),速度以18,000公尺/ 秒來計算(學生可練習看看),其動能等於1/2乘(質量)再乘(速度平方)=9.7乘以十的十一次方焦耳;再來看TNT,一公斤可產生4.18百萬焦耳能量,廣島那顆原子彈1.5萬噸TNT,等於6.27乘以十的十三次方焦耳能量。

也就是說,這麼一顆邊長或直徑一米左右小隕石,其能量就超過原子彈的百分之一了。若正中城市,和天啟大爆炸一樣兩萬多人死傷是很可能的。

大家也不用太擔心,直徑一公里以上的極度危險小行星,幾乎都在科學家監控之內,預計,一百年內應不會有一百四十米以上的隕石撞地球。而且,地球上絕大多數地方是荒漠、高山、海洋,撞到台灣的機率比中樂透頭獎還要小很多。

人類有能力發射火箭,改變小行星的軌道,但要提早十幾年以上進行。
(科學探長頻道圖片)

附註:等重脂肪能量大約為TNT黃色炸藥的九倍,不過,脂肪在動物體中能量釋放十分緩慢。

 

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王至劭
王至劭
台中人,畢業於高雄師大物理系,英國約克大學量子力學碩士,彰化師大物理博士候選人。 曾任教於高中、大學,後從事建築事業,業餘並在補習班兼課,物理、數學、英文、史地都教,是有名的多方面專長老師。 還專長於美術,多次參加個展、聯展,並於台中縣美展、全國美展獲得名次。熱愛寫作,對於環保、文化、歷史、教育、國防戰備各方面,多所建言和呼籲。
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