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  • 10Apr

    天體碰撞只是科幻小說和電影中的題材嗎?要回答這個問題,得讓我們細說重頭。

    自從伽里略於1609年透過望遠鏡發現月球的環形山(craters)之後,大部分科學家皆認為它們乃由火山活動所導致。但早於1665年,牛頓的好友羅伯特‧虎克(Robert Hooke)即力排眾議,指出這種地貌的真正成因乃天體撞擊。然而,即使以虎克的名氣,他的這個觀點並未受到科學界的接受。

    十九世紀七十年代,英國天文學家Richard A. Proctor重新提出這個觀點,並引發起「火山說」和「撞擊說」的爭議。1892年,美國地質學家Grove Karl Gilbert不但附和「撞擊說」,並且設計並進行了一系列實驗(將彈丸以高速射向泥地和沙池),以顯示只有「撞擊說」才能充份解釋環形山的形態特徵。

    二十世紀初,隨著美國阿利桑那州巨型環狀坑穴(Arizona crater)被確認為天體撞擊的結果,「撞擊說」就像打了一口強心針,終於由一個邊緣性的假說躍身成為一個可以跟「火山說」分庭抗禮的科學假說。(諷刺的是,Grove Karl Gilbert最初的判斷是坑穴乃由火山所至。)然而,直至六十年代中期,兩派學說仍然各有支持者,而且各執一詞互不相讓。

    一九六九年的登月壯舉終於令爭議告終,這是因為實地考察和岩石樣本都明顯地支持碰撞假說。差不多與此同時,人類首次認識到天體碰撞在太陽系中的普遍性。1965年,無人探測船「海員四號」(Mariner 4)首次飛抵火星,發現火星表面存在著與月球相似的環形山。1974年,「海員十號」(Mariner 10)飛掠水星,發現水星表面的環形山比月球上的更為密集。到了這時,科學家開始把這些地貌不再簡單地稱為環形山而是「隕星坑」(impact craters)。

     

    一九七九年,無人探測船「航行者二號」(Voyager 2)飛抵木星之時,滿佈隕星坑的木衛四(Callisto)對科學家來說已沒有帶來太大的驚訝。接著下來,天文學家不但在兩個細小的火星衛星(Phobos與Deimos)表面發現隕星坑,更於絕大部分拍攝到的小行星表面發現同樣的特徵。結論十分明顯,天體撞擊在太陽系的歷史中屬於常規而非例外。

    哪麼為何我們在地球上找不到這些撞擊的痕跡呢?答案是地球的大氣圈、水圈和地殼運動把大部分的痕跡都消滅了。看過流星出沒的朋友當然清楚,地球實在每分每秒都受到天體的撞擊(更準確的說法是物體受到地球引力的吸引而撞過來),但這些隕星體(meteoroid)在穿過地球大氣層時,絕大部分都會因磨擦生熱而燃燒殆盡。此外,地球表面四分之三由海洋覆蓋,任何碰撞都會不留痕跡。而即使特大的隕星體導致隕星坑的形成,大氣圈與水圈的風化侵蝕都會令這些隕星坑隨著時間而湮滅,而地殼的板塊運動(tectonic movements)亦會透過滄海桑田令餘下的痕跡消失於無形。

    但凡事皆有例外。方才提到的阿利桑那隕星坑便是一個很好的例子。而隨著地質勘探的進步和人造衛星圖片的揭示,科學家已經在世界各地找到了不少遠古隕星坑的遺跡。

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    Posted by michael chan @ 4:29 pm

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