《末日逃生》，彗星撞地球你对真实的世界末日了解多少？

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6500万年前的一场毁灭性小行星撞击事件，最终将统治地球长达1.6亿年的恐龙帝国推向了大灭绝。当时一颗直径约10公里的小行星撞击在今天墨西哥的尤卡坦半岛上。大碰撞发生后，撞击导致的冲击波瞬间抛起了高达数公里的巨大尘埃云，这些土壤、水汽和灰烬组成的尘埃云弥漫在整个大气层中长达数年之久。同时，高温气体下降，地表开始大范围燃烧，地壳重创诱发了一系列全球性火山喷发和超级海啸事件。根据2014年的研究表明，撞击引发的海啸可能高达1.5公里，能够影响全球各地的沿海地区。这次撞击相当于100万颗沙皇氢弹爆炸产生的能量，由于体积巨大，撞击的深度达到了10-30公里的地壳当中，产生了一个直径150公里，深度为20公里的撞击坑。这场撞击事件深刻改变了地球的面貌和气候环境，恐龙时代结束了，哺乳动物登上了历史的舞台。

恐龙末日假想图

实际上，对于地球而言，每天都在上演着各种撞击事件。除了那些散布的小行星和太空垃圾，另一些陨石则是由彗星碎片所组成，我们经常在流星雨发生时看见划破天际的流星甚至火流星，这些大小不一的小碎片，一些在高层大气中燃烧殆尽，另一些则会更接近我们形成拖着烟尘越过天际的火流星。如果把尺度放大到地球以外，看看月球上密密麻麻的环形山，我们就能明白撞击事件该有多频繁。

月球上的环形山（陨石坑）

要说起人类目前观测到的著名大撞击，那就是1994年7月16日-22日之间发生的苏梅克-列维9号彗星碎片撞击木星事件。太阳的强大引力会让远在太阳系外围的柯伊伯带产生振动效应，苏梅克-列维9号受到太阳引力而进入内太阳系，随后被太阳系质量最大的行星木星所捕获，由于受到木星引力的影响，该彗星被撕碎成了一道长达500万公里的碎片带，最终在7月17日凌晨4点15分，第一颗碎片坠入木星，到7月19日凌晨3点26分，一颗直径32公里的最大碎片以每秒60公里的速度冲向木星。这次撞击的能量相当于6万亿吨TNT，爆炸产生的温度高达3万度，在木星上形成了一道3万公里的暗斑。到7月22日16点06分，木星遭受了陆陆续续的多次撞击。这次历史著名的“彗木大冲撞”，使科学家们对彗星和木星以及撞击事件都有了更深刻的认识。

苏梅克-列维9号撞击事件

我们把时间线拉到上周五，一颗小行星创下了一个新的纪录，那就是在没有实际撞击的情况下以最接近地球的方式与我们擦肩而过。这颗被命名为2020 VT4的小行星在周五距离地球表面约240英里（386公里）地方掠过。它与我们的距离甚至比包括国际空间站和SpaceX的星链（Starlink）宽带星座在内的低地轨道上的物体还要近。在Science科学公众号本周的另外两篇文章中，也介绍了一颗与巴黎埃菲尔铁塔差不多大小的名为阿波菲斯的小行星可能在2068年撞击地球的报道。事实上，地球在大约500,000颗小行星的直接路径上，美国宇航局（NASA）甚至也不知道其中的498,000颗小行星的确切位置。不过每隔三四千年，地球都可能被彗星碎片击中一次，这对地球上的生物形成的巨大风险。

影片《天地大冲撞》海报

《彗星之夜》、《天地大冲撞》、《陨石浩劫》、《绝世天劫》和20号在中国上映的《世界末日》，这些影片用视觉特效直观呈现了毁灭性撞击事件的威力。不管是小到一个房间，还是大到足球场的小行星们，对人类而言都是巨大的威胁。一颗最小的彗星仍可能摧毁一座上海或纽约这样的超级大都市，更大尺寸的小行星或彗星则会毁灭地表所有的生物甚至地球本身，较大的小行星或彗星会受地球引力影响分裂成各种大小的碎片，形成地毯式打击最终毁灭整个地球上生态。而人类甚至无法通过现有科技手段阻止这样的末日到来甚至无法做到提前预警。

《末日逃生》预告片

彗星研究小组（CRG）是由来自16个国家的55所大学的63名科学家组成的非营利性组织，该小组在研究中发现了过去击中地球的两颗“杀人彗星”。其中的一颗彗星摧毁了中东地区的一个城市，最终该城市几个世纪不能居住。另一颗彗星在冰河时期末期与地球相撞，导致了百万计生物死亡。最近有记载的一次大撞击在发生在1908年的沙俄时期，在现俄罗斯的通古斯地区发生了震惊后世的“通古斯大爆炸”，大爆炸产生的能量相当于1500-2000万吨TNT炸药，约8000万棵树木被夷平。中国境内最近一次知名的撞击发生在1976年3月8日，吉林市北郊的流星雨“光顾”事件。“吉林1号”陨石由此而来。这次撞击产生了巨大的蘑菇云，砸穿了冻土层，留下了一个直径2米深6.5米的陨石。最近的一场较为严重的撞击事件则发生在俄罗斯的车里亚宾斯克，2013年，在没有任何预警的情况下随着白光闪过天际和一声巨响，一颗小行星造成了该市7000栋建筑物损毁，1500人死亡。2019年7月25日，一颗被命名为2019OK的小行星以每秒88500千米（24.58公里）的速度从距地球72000千米的地方掠过。这是迄今发现的最近距离掠过地球的杀手级小行星。这颗大小只有57-130米看似土豆的小行星如果撞上地球，威力可达10亿吨TNT当量，相当于7万多颗广岛原子弹同时爆炸，可以毁灭一个国家甚至一个大洲。

影片《末日逃生》片段截图

影片《绝世天劫》片段截图

这些一次又一次的擦肩而过和撞击事件，可以说是随机的，但也有一种循环的模式。根据彗星研究小组的研究表明，实际上地球都会进入固定的“增强轰炸”阶段。根据研究表明，直径在10米以上的小行星撞击地球事件大概每10年发生一次，直径在50米以上的小行星每764年发生一次，而直径在1公里以上的则每50万年发生一次，而导致了恐龙灭绝的10公里以上的小行星撞击地球事件则在6600万年前发生了一次。

撞木星的彗星撞地球会怎样？

苏梅克-列维9号撞击木星的速度高达60公里每秒，这样的速度是在木星巨大的引力下达到的。实际上这颗彗星的正常运行速度并没有这么快。一般情况下，进入太阳系内部的彗星会在近日点时受到“引力弹弓”影响而加速，一般可以达到80公里每秒，随后速度会逐渐放慢，到达地球位置时，由于地球离太阳较近，速度一般在40公里每秒左右，而到达远日点时会降低到只有10公里每秒左右。

当一个天体距离木星和地球表面4万千米时所需的逃逸速度，逃逸速度计算公式为：v=√（2GM/R），这里v表示逃逸速度，G为引力常量，M为天体质量，R为逃逸天体距大天体质心距离。根据公式，我们可以计算出距离木星表面4万千米时的逃逸速度需要48.1千米/s，因此苏梅克-列维9号经过木星时的速度肯定没有达到48公里每秒，否则就不会被木星引力所捕获。

所以，这颗彗星如果距离地球4万千米时，就完全不会被地球引力捕获。在同样的距离上，地球逃逸速度小于4.15千米，因此即便苏梅克-列维9号在该距离掠过地球，只会什么都不会发生。地球逃逸速度只需11.2千米，即便距离地球更近一些也不会产生任何影响，除非彗星直接撞击地球，到时地球上80%以上的生物可能会灭绝。

彗星与地球洛希极限约为1.4万千米，也就是说彗星如果距离地心距离达到1.4万千米时，才可能被地球的引力潮汐撕碎。如果苏梅克-列维9号在七十年代被地球捕获，假设1994年撞击地球，人类有大约24年时间做好准备。但是对于全球性大灭绝灾难，目前人类的力量依旧微乎其微，但是有可能挽救10-20%的人类种子，而这些人类种子，至少要经历数百年甚至上千年的核冬天和极端环境，才可能迎来新生机。假设没有任何时间准备，彗星直接撞击地球，90%以上的人类可能会在首次撞击的连锁反应中丧生，而另外剩下的人类可能在之后的极端气候中逐渐消亡，而最后的人类可能由于知识断层，可能会回归原始甚至灭亡。

　　

应对世界末日目前有哪些准备措施？

欧空局ESA“赫拉”行星防御任务

两个月前，欧空局（ESA）向行星防御任务“赫拉”（Hera）提供了1.294亿欧元的资金，该任务将观察人类首次尝试用人类现有科技故意改变太阳系小行星轨道的结果。类似影片《绝世天劫》中的剧情，这项任务是建立地球本体外的防御战略，保卫地球在未来不受小行星撞击的重要一步。

科学家们希望通过快速发展的太空计划避免类似于消灭恐龙的那种全球性天体撞击灾难。欧空局即将推出的 '赫拉 '号航天器代表了一项名为 '小行星撞击与偏转评估'（AIDA）任务的国际努力的一半。AIDA的主要目标是研究通过改变潜在危险的小行星的轨道特征，使其偏离地球的可行性。

这项国际任务的目标是一个名为Didymos的双小行星系统，它由一个直径为780米的主星组成，被戏称为Didimain，它的轨道上有一个直径160米的 '小卫星，被称为Dimorphos，或者非正式地称为Didimoon。

2021年7月，美国宇航局（NASA）的DART航天器将作为AIDA飞行任务的一部分被第一个发射。2022年9月，在抵达轨道并观测到Didimoon对后，DART将被引导撞向两颗小行星中较小的一颗。撞击应该会在Didymoon的表面形成一个直径20米的陨石坑，并以此改变这颗小行星的轨道速度和路径。

世界末日种子库

2008年，科学家们在北极与挪威之间的斯瓦尔巴群岛上打造了一座被冰雪覆盖的“世界末日种子库”又称为国际种子库，以防将来灾难袭击地球时提供濒危作物的种子。这座种子库可存储22.5亿颗种子，在灾难发生后人类可以从种子库获取种子，以确保遭受末日打击后幸存的人类文明之种能够开花结果。

2019年，“世界末日种子库”升级，来自36个不同团队的60000多个种子样本，其中多数团队一次性将其种子发送到斯瓦尔巴全球种子库中。其中包括切诺基族，这是美国第一个定居的部落。来自泰国、美国和爱尔兰的农业部门以及来自哥斯达黎加、埃塞俄比亚、黎巴嫩和其他地方的大学和研究中心也将做出贡献。

“世界末日种子库”的建立是为了保护世界农作物的DNA，以确保物种的多样性，并确保地球上始终有足够的食物供人们食用。从战争到自然灾害到太空灾害，任何灾难都可能导致全球1700多个区域基因库中的种子变得脆弱。另外两个人类种子库分别是英国的“冷冻方舟种子库”和中国的“昆明市种子库”。

目前，美国宇航局（NASA）每年都会花费5000万美元用于小行星项目研究，这笔看似巨大的研究费用对于人类预测和预防天体撞击事件实际上微乎其微。依据卡尔达肖夫指数（Kardashev scale)，人类只有空前团结集中所有的科技力量、财力和智慧才能在二级文明阶段自如的应对常见的天体撞击事件。虽然以目前的科技树来看似遥远，但是我们坚信总有一天人类可以成功抵御天体撞击带来的一次次灭绝事件，最终人类将飞跃太阳系，踏入更遥远的星辰大海。