在地球围绕太阳运行的过程中,时不时地就会遭到一些小天体的入侵,尽管它们中的绝大多数都会在高速穿越大气层的过程中,因为气动加热现象而被烧蚀殆尽,但仍然有一小部分可以突破大气层的防御,坠落到地球表面,而其在地表上的残留部分,就被我们称为陨石。
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在已知的陨石中,个头最大的陨石被称为霍巴陨石(Hoba meteorite),它于上世纪20年代在非洲纳米比亚北部区域被发现,其形状在整体上呈扁平状,尺寸约为2.7米 x 2.7米 x 0.9米,最初发现时质量重达66吨左右,它的主要成分是铁和镍,是一颗标准的铁陨石。
不过霍巴陨石最引人注目的并不是它的个头。
要知道太空中的那些小天体与地球的相对速度动辄就是每秒十几公里,甚至几十公里,一块几十吨的铁陨石从太空掉下来,其动能那是相当惊人的,按常理来讲,就算它的速度已经在大气层中被削弱了不少,依然足以在地面砸出一个巨大的陨石坑。
但令人费解的是,在霍巴陨石所在区域,却没有任何类似陨石坑的结构。
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已知最大的陨石,为什么没有陨石坑呢?对此,一种常见的观点是,霍巴陨石原本应该是有陨石坑的,但随着时间的流逝,它慢慢地被风化、侵蚀以及地表沉积作用一点点“抹平”了。
这看上去很合理,但问题在于,当科学家对当地的地层和土壤进行细致的调查之后,这种解释就显得站不住脚了。
因为从时间尺度来看,霍巴陨石坠落至今大约只有6至8万年,从理论上来讲,地球表面的自然过程要在这么短的时间里,把一个由巨大冲击形成的陨石坑完全抹去,几乎是不可能的。
更重要的是,如果真的存在过陨石坑,那么在地下应该还能找到一些痕迹,比如被高温高压改变过的岩石结构、冲击形成的碎裂带,或者特殊的沉积特征,但实际勘察中,这些典型标志都没有出现。
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那会不会是它当时掉进水里了呢?可以想象的是,如果当时这里是一片湖泊甚至海洋,水可以吸收冲击力,也许就不会形成明显的陨石坑。
然而地质证据却表明,霍巴陨石所在区域在那段时间里并不存在深水环境,所以这个假设也被否定了。
那它是不是被人搬过来的呢?答案依然是否定的,因为这块陨石太重了,几十吨的金属块,在那个交通极不发达的年代,根本就不可能被人为移动。事实上,连现代设备想把它完整运走都很困难。
排除掉这些可能性之后,科学家只能从它的“形状”和“进入大气层的方式”上来进行解释。
该观点认为,陨石坠落的过程,并不是简单的自由落体,它们要先穿过地球大气层,而这段过程,往往决定了最终的结果。
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霍巴陨石的外形扁平,这一点非常关键,因为这样的形状在姿态理想的情况下,就可能产生类似“气动升力”的效果,简单来说就是,它会“被空气托住一点”。
相信大家都玩过打水漂,一块扁平的小石子,如果以合适的角度和速度扔向水面,它不会立刻沉下去,而是会在水面上连续跳跃几次,每一次都会损失一部分能量,直到最后才落入水中。
类似的事情,其实也会在大气层中发生,虽然空气比水稀薄得多,但在高速状态下,它依然可以提供可观的阻力和升力。
所以一个合理的推测就是,如果霍巴陨石是以一个很小的角度进入了大气层,那它就有可能经历一种类似“打水漂”的过程,即:在高空被减速,然后稍微弹起,再次进入更低层的大气,再减速……
这样一来,它的速度会被一段一段地削弱,等到它真正接近地面时,其速度已经比一般的陨石低得多,如此一来,它就可能“轻轻”地坠落在了地球表面,而没有像我们想象中的那样砸出一个巨大的陨石坑。
实际上,这种原理其实已经在现代的航天工程中被利用了。
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比如我国的嫦娥五号返回舱在重返地球时,就利用了这个原理,即返回舱以较小角度进入大气层,通过一种类似“打水漂”的方式在大气层顶进行多次“跳跃”,这样就可以有效降低热负荷和减速压力,从而大幅提高了安全性。
也就是说,“霍巴陨石没有陨石坑”这样的现象,其原理应该与现代航天器的设计理念不谋而合,只不过它是自然过程中误打误撞实现的。
当然了,这也只能说是目前最合理的推测,实际情况是否真是如此,现在还没有确定的答案。
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