【物理史中的六月】1908 年 6 月 30 日:通古斯加事件

1908 年 6 月 30 日:通古斯加事件

文|蕭如珀、楊信男(臺灣大學物理學系)(譯自 APS News,2018 年 6 月)

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庫利克(Leonid Kulik)

1908年6月30日上午,在一個大都是鄂溫克族原住民和俄羅斯拓荒者居住的西伯利亞偏遠人煙稀少地區,見到了一長條亮光劃過天空。十分鐘後,出現一道閃電和轟隆聲響,伴隨著強力的震波將數百哩外的窗子都震碎。有一位名叫謝苗諾夫(Sergei Semenov)的農夫正在震央40哩外吃早餐,是少數親身目睹整個事件的人之一。他回想說:「突然在樹林之上的天空好像裂成兩半,整個北方的天空看起來完全覆蓋在熊熊火焰中。那時,我感覺到極大的熱浪,好像我的襯衫著了火似的。」之後傳來巨大的聲響和「強大的撞擊」,謝苗諾夫發現自己從椅子上彈落到數呎外。

全球各地的地震儀都記錄到這次的震動,有些地方甚至測到芮氏五級的強度。之後好幾天,亞洲和歐洲的夜空都發出亮光,而美國的史密松天文物理台(Smithsonian Astrophysical Observatory)和威爾森山天文台(Mount Wilson Observatory)都連續好幾個月測到大氣透明度極速降低,因為爆炸後空氣中全是懸浮塵粒。

雖然媒體,特別是俄國的報紙都報導了的這個驚人的爆炸,但第一次成功科學分析爆炸現場的探勘卻是十多年後的事。俄國礦物學家庫利克(Leonid Kulik)所領導的團隊於 1921 年到通古斯加河流域,為蘇聯科學院做調查,聽到許多當地人描述當年的爆炸。他相信爆炸是由巨大的隕石所引起,也許可以將隕石鐵礦回收,他以此說服蘇聯政府資助爆炸地區的勘測,然而西伯利亞荒野惡劣的情況阻礙了他的團隊抵達事發地點。

1927 年,庫利克團隊又艱苦地抵達通古斯加,還僱用當地的鄂溫克族獵人帶領他們到撞擊地點。抵達後,他非常驚訝,因為看不到撞擊隕石坑。不過,有一 5 哩長條區域的樹木燒焦了,所有的枝條被炸掉,但樹仍筆直的立著。相似的景象也發生於 1945 年原子彈在日本廣島市爆炸後,科學家估計通古斯加大爆炸所釋放出的能量相當於大約 185 個同樣的炸彈。更遠處,樹木從爆炸中心呈輻射狀式的傾倒。

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通古斯加爆炸地點所拍攝到傾倒的樹木

在接下來連續三次的探測中,庫利克注意到幾個小坑洞泥塘,他以為是隕石坑洞,但當他終於把其中一個泥塘坑洞(綽號「蘇斯洛夫坑,Suslov crater」)的水排掉後,洞底有一株老幹,證明並非隕石坑。他的團隊還照了幾張空拍照;雖然底片已於 1975 年被銷毀(是蘇聯倡議銷毀有害的硝酸鹽影片的一部分),照片卻是小心地保存下來,以為將來研究用。

當地原住民將大爆炸歸咎於雷神阿哥達(Agda)要懲罰鄂溫克族內部的爭執,他們將爆炸地點視為聖地,狂熱地保護它,防止外人入侵,而這也是花了將近 20 年才有第一次科學探勘抵達的一個原因。科學家們在隨後的數十年將發生爆炸的原因縮減為兩個可能性。

有些科學家下結論說,在大氣中爆炸的物體是一顆彗星(可能是恩克彗星,Comet Encke)。此概念最先由英國天文學家衛波(F. J. W. Whipple)於1930年提出,支持此假設的部分原因是爆炸後觀察到的明亮天空。引起亮光的塵土與粒子可能是分解的彗尾殘留。2010 探勘隊使用透地雷達研究通古斯加現場,找到了形成蘇斯洛夫坑巨大冰塊的證據,符合彗星的假設。批評此理論的人辯稱,循這麼淺層軌道運行通過大氣的彗星在進入更低層大氣前就應已分解了。擁護慧星者反擊說,它也可能是一顆死彗星,有著堅硬的外層,使它直到抵達低層大氣時都能保持完整。

時至今日,大家有強烈的共識,認為引起通古斯加大爆炸最有可能的是一顆像小行星的天體,這個理論因 2001 年的一份研究而加強,它說明此天體有 83% 的機率(基於通古斯加天體的大氣軌跡的軌道模型)來自小行星帶,於類似小型星的軌道運行。一份 2013 年從現場取得的碎片分析,以及事發地點的樹脂研究都出現許多常見於岩石小行星中的物質,也都為此物體是一顆鐵隕石的假設提供了支持。至於缺少坑洞,這小行星可能在穿過大氣時因壓力和溫度遽增而崩解,力量太大以致於天體沒有顯著的殘餘留下來。

也許小行星理論最好的證據來自於 2013 年 2 月 15 日在俄羅斯烏拉地區(Ural district)一顆相類似,但稍小行星的爆炸,震波很強也足以震碎窗子。科學家確定它由一顆直徑 17-20 公尺,重量大約11,000 噸的小行星所引起的。

 

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