小行星撞擊導致的死亡人數評估

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翻譯：李莞梅

來源：sciencenews

責編：高明

審校：鄭永春

這不是海嘯，也不是地震。甚至連毀滅性的小行星撞擊都不是。不，如果一顆小行星殺死了你，那麼小行星的墜落和爆炸所帶來的強風和衝擊波很有可能是罪魁禍首。這是最近計算機模擬的研究成果之一，該研究對100多萬顆可能撞擊地球的小行星的致命危險進行了研究。

在極端情況下，模擬一顆200米直徑的小行星以20千米/秒的速度呼嘯而過，並重擊倫敦，將造成超過870萬人死亡。2017年3月27日，行星科學家克萊門斯·朗夫和他的同事在「隕石學與行星科學」網站報道，近四分之三的世界末日場景源於強風和衝擊波。

在另一個報道中，科學家觀察了可能撞擊地球的120萬顆直徑達400米的小行星。模擬實驗顯示，由於強風和衝擊波死亡的人數約佔所有因小行星撞擊死亡總人數的60%。4月19日，朗夫和同事在《地球物理研究通訊》中報道，先前許多研究中被稱為頭號殺手、因撞擊而產生的海嘯，只造成了約五分之一的死亡。

「這些小行星不是我們日常關心的話題，但後果很嚴重，」朗夫在英國南安普頓大學說道。即使小行星在到達地球表面之前發生爆炸，也能產生高速強風、大氣中的壓力衝擊波和巨大的熱量。那些足夠大的、在大氣層中倖存的小行星，撞擊地球的話，將帶來更大的危害，如引發地震、海嘯、飛行殘骸，當然還有巨大的隕石坑。

雖然，之前的研究通常單獨考慮這些機制，但朗夫和同事們首次評估了這些撞擊所帶來的各種效應的致命性。每個效應所造成的危險評估，未來將幫助政府領導決策：是將小行星飛行方向偏轉，還是讓它撞擊地球。美國宇航局噴氣推進實驗室一位沒有參與此項研究的科學家史蒂夫·切斯利這樣認為。

120萬顆模擬的撞擊體對應5萬個不同撞擊地點、不同撞擊速度和不同撞擊角度的軌道。每個軌道運行著24顆直徑從15米到400米不等的小行星。約有36000顆小行星將落到水中，落水概率為72%。

致命性評估，始於人口分布和由墜落小行星釋放能量的數值模擬。這些能量隨後與現有由極端天氣和核爆造成的傷亡數相比較，以計算小行星在不同距離的影響的致命性。朗夫和他的團隊專註於撞擊的短期影響，而不是長期後果，那些由灰塵吹到大氣層而引發的氣候變化不被考慮在內。

（每一種效應的死亡數都是獨立計算出來的，這意味著那些可能死於多種原因的人被數了多次。朗夫說，這種重複計算可以更好地比較效果，但它確實會在撞擊地點附近造成更多的死亡。）

這個項目模擬了120萬顆不同的小行星撞擊地球，評估了小行星墜落的每個效應可能導致的死亡人數（下面的互動式中顯示了三類小行星模擬的平均值）。可能死於兩種或多種影響的人被包括在多列中。

模擬顯示，雖然最致命的撞擊殺死了近1.17億人，但是許多小行星並不會構成任何威脅。超過一半的小行星直徑小於60米，這些小行星與所有直徑小於18米的小行星一樣，都沒有造成死亡。直徑小於56米的小行星甚至在爆炸之前，都沒能抵達地球表面。該團隊還發現，這些爆炸仍可能致命，因為其產生的巨大熱量會燙傷皮膚，高速強風會颳起碎片，高壓衝擊波會震裂人體器官。

海嘯成為小行星撞擊的主要殺手，在每次撞擊造成的死亡中，大概有70%-80%是由海嘯造成的。即使是海嘯，海水撞擊導致的平均死亡數也只是陸地撞擊的一小部分。科學家發現，這是因為撞擊所產生的海嘯相對較小，而且當它穿越海洋時會很快失去蒸汽。

另一方面，陸地撞擊在熱浪、大風和衝擊波中造成大量死亡，更有可能在人口密集的中心地帶附近發生。對於所有能撞擊陸地或者水面的小行星，它所產生的熱量、強風和衝擊波，會持續造成最大傷亡人數。而地面效應，如地震和爆炸碎片，導致的死亡人數不到總死亡人數的2%。

然而，朗夫說，致命的小行星撞擊是罕見的。大多數小行星很小，撞擊地球只是發生在大氣中，沒有任何危害。較大的小行星，如2013年一顆直徑20米的小行星，照亮了天空，並在俄羅斯的車裡雅賓斯克市附近震碎了窗戶，這種情況在100年里也只發生過一次。能夠引發生物大滅絕的小行星撞擊，比如6600萬年前的恐龍滅絕，至少應該是10千米直徑的小行星，這樣的小行星撞擊更為罕見，大約每1億年才會撞擊地球。

小行星撞擊已經夠可怕了，如今，天文學家正在用自動望遠鏡觀察天空，尋找潛在的撞擊物。到目前為止，他們已經對佔總數27%的直徑140米或更大的小行星進行了統計。其他科學家正在進行大量運算，希望改變撞向地球的小行星的飛行方向。這些提議，包括像打撞球一樣，用高速宇宙飛船重擊小行星。或者用接近於核爆的能量灼燒小行星的部分表面，從而像噴射引擎一樣，用蒸發物將小行星推離。

為應對即將到來的撞擊，需要做出何種反應，最近的研究可以提供指導：是否要疏散或躲避，還是轉移小行星的飛行方向。「如果小行星的大小在一定範圍內，那麼它的危險就來源於衝擊波或者強風，你可以很容易在人口密集的地方掩蔽」，切斯利說。但如果小行星的墜落所產生的熱量，撞擊或者爆炸「成為一個更大的威脅，而你將面臨火災的危險，從而改變應對緊急情況的反應，」他說。

美國宇航局行星防禦官林德利·約翰遜說，要做出這些艱難的決定，需要更多關於小行星成分和結構的信息。約翰遜說，這些特性在一定程度上決定了一顆小行星的潛在破壞力，而團隊沒有考慮這些特性可能有怎樣的變化。數個關於小行星的任務，正在試圖解決這些問題。此前，美國宇航局提出改變小行星的飛行軌道，使之環繞月球，並派遣宇航員去研究它。但白宮最近的預算案削減了這個項目的經費。

英國帝國理工大學的行星科學家加雷思·柯林斯警告說，在可能的撞擊情況下，新研究中提供的平均死亡數做出的決定可能出現誤導。例如，一個60米直徑的撞擊物在模擬中平均造成約6300人死亡。然而，只有少數高死亡率事件才會使平均數值膨脹，包括導致1200多萬人傷亡的情景。事實上，大多數撞擊物都遠離人口中心，且並沒有人死亡。不過柯林斯說：「你必須時刻關注它。」

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