一位艺术家描绘了一幅流星“着陆”南极洲的景象。插图：MARK A. GARLICK，

撰文：NADIA DRAKE

很久以前，一颗直径为足球场长度的流星在太阳系中滑落，最终与地球相撞。流星朝着地球的南极飞驰而去，目的地是一片冰天雪地、无人居住的广阔地区：南极洲。

当时是43万年前，更新世中期。在地球的其他地方，最早一批的尼安德特人已经分散在欧洲各地，猛犸象遍布北半球，地球的冰盖越来越厚。

那颗流星与地球厚厚的大气层发生了猛烈的撞击。巨大的摩擦使流星碎裂，当四分五裂的流星坠向南极高原时，留下了一条耀眼的燃烧痕迹。当流星接近南极冰盖的时候，突然在天空中爆炸，将一股极热的气体流和蒸发的宇宙碎片喷向地面。

这类空中爆炸会造成巨大的破坏，但不会在地壳上留下陨石坑——这意味着找到它们留下的痕迹，并确定其发生的频率，只能凭借猜测。

现在，研究在南极洲发现的微粒子的科学家们发现了这一古老陨石低空爆炸的证据，并利用粒子中隐藏的化学线索重现了几十万年前发生的事情。

“我们知道流星很危险，最近的研究表明，低空爆炸比大型流星很更危险，因为更大的流星很非常罕见，” 肯特大学的行星科学家Matthias van Ginneken说，他还是发表于《科学进展》杂志上一篇介绍此次古老的流星爆炸事件的研究的主要作者。

2013年，一颗房子大小的流星在俄罗斯车里雅宾斯克镇上空爆炸，导致许多房屋的玻璃破碎，1600多人受伤。如果43万年前一座城镇被更大的南极陨石击中，那么就可能会被摧毁。其爆炸威力要比1908年将俄罗斯通古斯卡附近的森林夷为平地的流星空中爆炸强四倍，比在日本广岛爆炸的原子弹威力要强数千倍。

像车里雅宾斯克上空的爆炸以及2018年白令海上空的爆炸这样的空中爆炸经常出人意料，因为即使使用全球最好的望远镜也很难发现较小的流星。“现在我们有办法在地质记录中找到这类撞击的痕迹和残留物，这对重新评估地球的撞击历史很重要，” van Ginneken说。

冰冻的侦探

2018年2月，van Ginneken前往南极（对他来说是一次梦想之旅）寻找宇宙碎片。在读博士期间，他曾研究过从南极其他地点采集的微颗粒，但他还没有亲眼见过这片冰冻的大陆。当他跟随比利时南极陨石探险队到达南极的时候，正值野外考察季节的尾声，他们只有两周的时间在地面上搜寻微小的外星碎片。

研究小组调查了24个地点，其中一个充满了宝藏。这片地区位于S?r Rondane山脉，与南极高原接壤，是一片遍布贫瘠岩石的高海拔平坦地区。80多万年前，这个山顶遗址被冰川“清扫”干净，将宇宙碎片完好地保存了下来。

“在南极洲，不会有太多别的东西掉落到山顶上——那里非常干净，没有人类活动，没有植被，” van Ginneken说。“因此，所有从太空坠落的物质都保存了很长时间。”

他和同事们从山顶上收集了超过5.4千克沉积物，然后带回了实验室。最终，他们选择了17个小球体进行仔细研究，也就是陨石在撞击过程中熔化后形成的微小圆颗粒。van Ginneken说，他立刻就能分辨出这些黑色颗粒来源于地外世界，而且似乎有点不太对劲：和大多数微陨石都是单一球体不同的是，有些颗粒粘连在一起。

图为南极洲S?r Rondane山脉撞击事件中产生的粒子的显微图像。摄影：SCOTT PETERSON，

当他和研究团队队小球体的氧成分进行分析后，发现这些颗粒的氧同位素比例与已知的小行星不一致。这些比例表明，这些小球体是在与南极冰层直接接触时形成的，这在空中爆炸中很不常见。

这些小球体与van Ginneken之前研究过的外星尘埃非常相似，也就是深埋于广阔的冰芯中的颗粒，冰芯采集于附近的日本富士冰穹站和南极大陆另一侧的法国-意大利南极科考站。这些颗粒距今大约43万年，科学家们可以根据它们在冰芯（地表下2.4公里处的冰）中的位置计算出其年代。

由于样本存在相似之处，研究小组推断这些颗粒都形成于同一事件。考虑到南极洲没有陨石坑，再加上小球体散落在南极大陆各地，他们怀疑在遥远的过去曾发生过类似于车里雅宾斯克的大型空中爆炸事件。

化学线索

不过，把这些小球体的故事拼凑在一起并不容易，部分原因是怪异的氧同位素。通常情况下，陨石在空中爆炸中熔化后形成的小球体在重新凝固并坠落到地球之前，不会与地球表面发生作用。因此，行星科学研究所的Natalia Artemieva使用计算机模拟测试是否曾发生过更复杂的空中爆炸。

文章来源：《爆炸与冲击》 网址: http://www.bzycjzz.cn/zonghexinwen/2021/0407/773.html