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01 太阳系 The Solar System(第11页)

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是一个双天体,当其中一个天体将动量传递给另一个天体后,它自己会被俘获,而另一个天体在遇到行星后会更快地离开。

对于海王星的逆行大卫星海卫一,目前流行的一种解释是:海卫一原来是一个双海外天体的一半。

这似乎是可信的,因为有几个已知的海外天体都是孪生体。

请注意,这里留下了一个尚未解决的疑问:为什么这么多的海外天体(包括小行星)从一开始就有卫星?

我们对地球的卫星(月亮)则有不同的解释。

月球似乎是由地球在成长过程中最后一次胚胎-胚胎碰撞所产生的碎片凝聚而成的。

火星的两颗小卫星(火卫一和火卫二)曾经是小行星,它们被俘获进入近圆形轨道的原因尚不清楚。

碰撞和陨击时标

虽然大规模天体之间的碰撞在如今极为罕见,但仍有非常多的小天体最终可能与行星相撞。

在39亿年以前那个被称为“晚期重轰击”

的时期,小行星和彗星撞击行星的速度要远远高于今天。

尽管在“晚期重轰击”

时期后,月球上的陨石坑一直在以较慢的速度形成,但月球上“晚期重轰击”

时期的陨石坑仍保存得很好(图2)。

当物体以每秒几十千米的速度撞击固体时,撞击点发出的冲击波会将物体击碎,在固体上留下一个陨石坑。

陨石坑通常是圆形的,只有在这种极少数情况下,如撞击天体以掠射角度到达固体时,陨石坑才不是圆形的。

地球的陨石坑记录保存得很差,因为它是一个活跃的星球。

在地球上,清除或掩埋陨石坑的过程几乎与陨石坑形成的速度相同。

幸运的是,多亏了阿波罗载人登月计划返回地球后带来了可确定日期的样本,再加上苏联的几次无人驾驶样本返回任务,月球上现存的大片古代地形使我们能够计算出月球表面已知年代的陨击坑的密度。

通过这种方法,我们知道了晚期重轰击的日期,以及自那以后月球被撞击的平均速度。

地球一定受到了和它的卫星同样的撞击流,并且我们有充分的理由相信,对水星、金星和火星来说,这一近似结果也是适用的。

因此,计算陨石坑数量是我们估算行星表面年龄的最好方法。

即使对陨石坑的绝对年龄存在疑问,我们通常也可以有把握地假设,陨石坑密度较低的地表比陨石坑密度较高的地表更年轻。

图2 月球表面一个470千米宽的区域的照片。

这个区域布了陨石坑。

这些陨石坑大多是在39亿年前形成的,冲掉了所有较老的陨石坑。

每个陨石坑都是由一个比它小2~030倍的物体撞击形成的。

地球的某些部分曾经看起和这个区域很相似

如今,地球每年会被大约1万颗1公斤以上的陨石撞击,但其中大多数陨石会因体积太小而无法通过大气层,它们在大气层中会被摩擦加热并被损耗。

每年约有1000公斤的陨石会撞击地球,但最终只有10公斤左右的陨石能通过大气层。

直径150米的陨石撞击地球会产生直径约2千米的陨石坑,其撞击地球的平均间隔约为5000年。

大约每20万年会随机发生一次直径约1千米的陨石撞击,这样的陨石穿透地球大气层时视若无物,它会以匀速撞击地面,形成一个直径约20千米的陨石坑。

更大、更具破坏性的陨石撞击鲜有发生。

碰撞影响着太阳系中的每一个天体,但陨石坑只存在于有固体表面且其他活动不足以抹去撞击记录的天体上。

1994年7月,天文观测者发现了一系列碎片,这些碎片来自一颗被潮汐破坏的彗星。

观测者幸运地在碎片即将与木星相撞前发现了它们,从而目睹了几次碎片与木星的撞击,发现每次撞击都在这颗巨行星的大气层中留下了褐色的疤痕,并持续了数周之久。

2009年7月,一次未观测到的撞击也留下了这样一道疤痕。

如果地球和太阳不是处于一个恰当的距离上,你就不会读到这本书,因为生命可能还没有形成——即使有生命,我们也不可能进化到这种程度。

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