人类 300 多万年的历史上,为何地球很少受到陨石大规模冲击?

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丰鹰 发表于 2023-8-4 01:13:05|来自:北京 | 显示全部楼层 |阅读模式
月球的表面如此多陨石坑,说明地球周围有非常多的陨石降落。那月球绕地球一圈要28天,也能挡下全部的陨石吗?这不合理。

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ls19861117 发表于 2023-8-4 01:14:04|来自:北京 | 显示全部楼层
题主你说:月球绕地球一圈要28天,也能挡下全部的陨石吗?这不合理。
这确实不合理,所以下面这个题目不选A,而是选B。


月球这么小的体量、这么远的距离,没法给地球“挡枪”,地球之所以缺少陨石和陨石坑,是由于地球是一颗活跃的星球。
地球有活跃的地壳运动,有水、有大气、有生物。
这种活跃性体现在:内力作用导致沧海变桑田,板块碰撞或张裂,地壳抬升或下沉,原有地貌不断在被重新塑造;外力作用削高填低,破坏陨石坑,导致陨石被风化、侵蚀、搬运,以碎屑物的形式和其他岩石碎屑在别处沉积。
而这些,月球几乎都没有,唯一有的就是物理风化吧。
另外,天体即使被地球引力俘获,砸向地球,它们中的一部分也未能碰到地球表面。
因为在坠落过程中由于高速行进,与大气摩擦燃烧,还未落地可能已经殆尽。
于是又有下面这种题。



这个就选D

地球陨石哪家强?海的那边找南翔。啊不,南极。
我国第22次南极科考,中科院林杨挺博士带领小组成员,在58天的时间内搜集了5354块陨石。
《中国国家地理》曾有过专门文章写过南极陨石。
为什么南极是发现陨石的天堂?
其一,南极干燥、低温的环境,减少了流水对陨石的侵蚀。
其二,陨石被冰层包裹,一定程度上减少了风力侵蚀和风化作用。
其三,大陆冰川在重力作用下由中部向四周蠕移,遇到山地阻挡,移动减缓,陨石富集在山前,导致更容易发现。


这么棒的题材怎么会被出题人放过呢?
于是就有了以下题目:



这个题答案AD

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猫猫去偷欢 发表于 2023-8-4 01:14:51|来自:北京 | 显示全部楼层
一、幸存者效应

可以简单的理解为,如果恐龙活到今天本来也有机会问出这个问题。
能问出这个问题,恰恰因为地球没被陨石大规模冲击,这是以果为因的倒推询问。
二、地球有大气层

其实落向地球的陨石数目远比你认为的多,不同地方查到的数据不一样,但都是万吨级,甚至有人估计每天都有五万吨陨石,这些陨石大部分都被大气层“打磨”气化了。
具体大气层能够融化多大的陨石,和陨石成分、进入角度等都有非常大的关系,详细说清楚一篇论文都不够。
作为业余人士,简单理解为“因为地球体积够大,能产生足够引力吸附气体不逸散形成大气层”,所以地球有了一层保护网,能够让大部分陨石消耗在地球的路径上,就够了。
三、地球有月球

有学者推论,月球曾经是一颗飞向地球的陨石,被地心引力捕捉然后围绕地球,形成了一个保护。
大部分飞向地球的陨石,与地球擦肩而过的过程中会被围绕的月球引力捕捉,然后坠落在月球上。
这个到底有多少保护性作用,研究出来又是关于地月系统的一摞论文,不是问题核心,不多讨论。
四、地球有海洋

实际上,地球可能也曾经被不少陨石击中过,但大家都知道,地球70%是海洋,如果陨石击中的是海洋部分,可能会给古老的地球诞生一场海啸。
但在人类没有大规模记录和在沿海建立城市的年代里,不会留下月球上陨石坑一般的证据。
五、人类有记录的时间太短了

人类的300万年历史实际上有文字和观测记录能留下的,只有不到一万年。
相对于地球和月球40多亿年的时间,这1万年如眨眼的时间。
你可以看成月球上的陨石坑是一个诞生了40万年生物留下的全部痕迹,而我们只观察到了一年内的模糊记录,在最近几分钟才仔细统计,观察不到什么显然很正常。
六、地球有地质和风化现象

地质和风化现象会在几年内让地球表面的大型痕迹变得面目全非,哪怕是8000多米的珠穆朗玛峰,也才不过是3000万喜山期运动的产物。
和地球40亿年的年纪比起来,任何痕迹都会被这些地球表面才有的地址和风化运动抹平,不会像月球等着你观察。
七、如今的太阳系处于平静期

实际上,太阳系不是从诞生开始就固定在这个状态的。
在地球月球形成的那个年代,太阳系肯定发生了非常大规模的天体活动,最终才会有物质聚集形成了各个星体。
可以想见,在那个时期,不断会有散碎的物质被周围的星体碰撞、吸引,聚合形成新的状态。
而随着大部分物质互相吸引,抱团固定,太空中逸散的物质越来越少。
如今,太阳系已经是比较稳定的状态,所以陨石的撞击更少发生。
csyxd 发表于 2023-8-4 01:15:41|来自:北京 | 显示全部楼层
几百万年内发生重型陨击事件的频率其实是很低的。
太阳系早期有一段十分混乱的历史,被称作后期重轰炸,大约发生于38~40亿年前,那时由于天王星和海王星轨道向外迁移,引力搅动了许多柯伊伯带天体飞向内太阳系,月球上多数陨石坑形成于那个年代。
那么为什么我们找不到后期重轰炸在地球上留下的陨石坑呢?
因为地球充满着活力,以往留下来的陨石坑很快(地质学意义上的很快)就被地质活动、风化侵蚀、生物活动抹除掉了。
别说几十亿年前了,6500万年前的那颗小行星撞击留下的印记如今只能靠地质学家的考证了,然而如果当时那颗小行星撞击到月球上,绝对会留下一个至今用望远镜清晰可见的陨石坑,而且还算是个年轻的陨石坑!
目前地球上保存最完好的陨石坑是美国的亚利桑那陨石坑,才形成于几万年前。

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weekeight 发表于 2023-8-4 01:16:01|来自:北京 | 显示全部楼层
1、300多万年没遇到一次全球性灾难撞击挺正常的

看图说话,越大的撞击体,发生的频率越低,越小的发生频率越高。以能引起全球性灾难为标准的话(也就是大约几公里-十几公里量级的撞击物),对如今的地球来说,这样的撞击平均每1000万-1亿年发生一次,所以300多万年没遇到一次灾难性的撞击是挺正常的。6500万年前(很可能)灭绝恐龙的大撞击差不多是十几公里的撞击物,平均一亿多年才发生一次,而这么罕见的撞击也没有灭绝地球上所有生物。



https://www.tulane.edu/~sanelson/Natural_Disasters/impacts.htm

已知的比较接近300万年前的一次大撞击可能发生在格林兰岛Hiawatha冰川上,目前遗留的撞击坑直径约31公里,深约300多米,据推测撞击体直径1.5公里,撞击事件应当发生于更新世开始(260万年前)之后。这次撞击应当对整个北半球的气候都造成了很大影响,但也算不上非常灭绝性。
haibaraemily:格陵兰岛发现大型陨石坑——洪荒岁月的冰与火之歌


(A)Hiawatha冰川的表面地形,(B)Hiawatha冰川下的实际地形。来源:Kjær, K. H., Larsen, N. K., Binder, T., Bjørk, A. A., Eisen, O., Fahnestock, M. A., ... & Houmark-Nielsen, M. (2018). A large impact crater beneath Hiawatha Glacier in northwest Greenland.Science advances,4(11)

小撞击至今还是很多啊,但地球大气层能拦住绝大多数。



截止最近的火流星分布

基本上每个月都有那么两三次能看到个闪的吧,但大部分都不能穿过大气层。



全球火流星记录。https://cneos.jpl.nasa.gov/fireballs/

2、月球几乎不能为地球挡什么撞击,因为太远了

↓ 你以为的地球和月球是这样的



↓ 可实际的地球和月球是这样的……月球表示:太远了,爱莫能助啊……



不是说完全没影响,只是说没什么大影响

3、月球上撞击坑遍布是因为月球上没有活跃的地质活动来“擦掉”撞击坑

所以即使是月球上40多亿年前的撞击坑,大多也可以保留至今(除非被其他撞击坑套娃了)。
而地球上几乎没有早于20亿年的撞击坑幸存至今。地球目前幸存最古老的撞击坑是位于西澳、直径约70公里的Yarrabubba撞击坑,形成于约22亿年前。



看不出来是个坑就对了,这才是,岁月的洗礼(雾)

4、月球上绝大多数撞击坑都是30亿年前的

那时候整个太阳系撞击非常频繁,所以很多研究认为即使在那时候地球上已经诞生了生命,也大部分都会被每次大撞击所灭绝然后重启。
但那个动荡期过去之后,如今的太阳系整体受到撞击的概率降了几个数量级,所以不管是地球还是月球,被大撞击体撞到的概率都大大减小了。
↓ 除了晚期重轰击期(LHB)阶段可能有过一段密集的撞击(也只是猜想)之外,整体来说地月系统从45亿年前的平均每年受到 外来物质撞击,也就是100万亿吨(有可能数错0…摊手),到约40亿年前的平均每年,到约30亿年前至今的,也就是1万吨而已。



Koeberl, C. (2003). The late heavy bombardment in the inner Solar System: Is there any connection to Kuiper belt objects?. Earth, Moon, and Planets, 92(1-4), 79-87.

1万吨什么概念?NASA的冥王号探测器如今正在探测并且采样的小行星,巴掌大的贝努,直径500米,重约7300万吨,而这还不够灭绝恐龙的那颗小行星(直径十几公里)的一个零头。(详情:美国深空探测器 OSIRIS-REx 完成首次小行星「贝努」采样,有哪些看点?)



冥王号拍摄的小行星贝努近照 | NASA

可以说,如今的内太阳系已经安全很多了。


这在直观上也不难理解。可以简单理解为太阳系的大天体定型之后几乎不会再变大,但会因为被撞而破碎变小,渐渐的,大的撞击体互相碰撞都碎的差不多了,越往近期,剩下的撞击体越小,杀伤力也就越小了。
评论区有人说地球被撞的少是因为木星的保护,这个说法其实一直没有定论。确实木星可能会让原本撞向地球的小行星和彗星发生偏转,但也可能让一些原本没有打算撞向地球的小行星和彗星直直撞向地球。更准确的说法可能是,巨大的木星确实会扰乱许多小行星和彗星原本的轨道,但对地球造成的净影响会是怎样,其实说不好。



NASA朱诺号任务对木星影响的介绍

总结来说呢:

就是很久很久以前,月球地球都确实频繁被撞,但月球上的撞击坑保留了下来,地球上的被地质活动抹去了。到了近30亿年,月球和地球都很少被撞了,而且地球还有大气层拦住了数目多个头小的大部分撞击体,就更加显得地球很少被撞了。
或者说,灭绝恐龙那样的大撞击在近30亿年是很罕见的(理论上只会发生不到30次),但在更早时期稀松平常。
很可能正是因为从大约30亿年前开始,内太阳系受到的撞击大大减少了,才给了地球上的各种复杂生命甚至人类的生存空间。

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sohosky 发表于 2023-8-4 01:16:35|来自:北京 | 显示全部楼层
有很多原因(几百万年太短、地球有大气层保护、月球较早冷却容易保存太阳系早期撞击频繁时期的撞击坑等等)
但是其决定作用的是,地球上的风化、沉积、搬运作用,会抹平陨石撞击的痕迹。
空口无凭,拿月球上的哥白尼环形山举个例子。直径93千米的撞击坑,经历8亿年,如今长这样。


地球上直径是它两倍(约180公里)的陨石坑,经历0.65亿年,如今长这样:


根本看不出来对不对?它在这里,红色圆圈就是撞击坑的边缘:


直接导致白垩纪﹣古近纪灭绝事件的大型撞击事件如今都很难看出痕迹,小的陨石撞击就更不用说了。
罗根:哥没疤真的不代表从来没受过伤啊……

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