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对于一个行星来说,来自行星外界的小行星和彗星,简直就是一个“噩梦”,巨大的撞击不但会让行星的表面“千疮百孔”,而且还会极大改变行星内部地质运动。对于地球这样的生命星球来说,巨大的撞击,对于生命体也产生了严重威胁。万年前的小行星撞击,直接造成了包括恐龙在内诸多生命体的灭绝。据有关研究机构统计,地球每年要接收吨左右的星际尘埃,其中就包括小行星和彗星物质,除了小行星之外,那些星际流星烧蚀后形成也会形成大量微小的尘埃颗粒。那么,40多亿年过去了,地球的总重量为何没有明显增加呢?

搜图编辑太空星际尘埃是从哪来的?

在太阳系的黄道平面上,存在着一条环绕太阳运转的尘埃漫射带,科学家们将其命名为“黄道云”。太阳诞生于上一任大质量恒星生命周期结束以后,由恒星喷发所形成的星云物质。这些星云物质的主体,形成了内部进行核聚变的太阳,其余的物质在不同的公转轨道形成了行星。除此之外,还存在着一些没有被太阳和行星吸附的星际物质,这些物质弥漫在特定的轨道内,成为太阳系形成以后残留的“痕迹”。

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当地球穿过这个布满星际尘埃的“帷幕”时,在万有引力的作用下,地球会捕获黄道云中许多的微小粒子,从而将其拉向地面。一些微粒在降落到地球表面的过程中,在与大气层剧烈摩擦时被“烧蚀”了,从而形成流星,成为人们“许愿”的源泉。有些则幸运地穿透大气层,最终以“微陨石”的形态降落到地面。所以,有科学家将地球称为一个巨大的宇宙“垃圾场”,这也不是没有道理。

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不过,要想用正常监测的方法,来估测每年降落到地球上的尘埃,是一个非常困难的事。一方面,这些“微陨石”非常小,数量也非常多,不可能一一监测得到。另一方面,地球表面的活动,包括自然的大气流动、降水,也包括人类活动的干扰,地球表面也会时刻升腾起尘埃,如何区分来自宇宙空间还是来自地球表面,是一个巨大的挑战。所以,我们不可能用常规的方法,来计算出在特定的时间段内,有多少宇宙尘埃降落到了地球。

搜图编辑科学家独辟蹊径找到了方法

有一部分科学家想到了地球的南极洲,这是一片还没有人类居住的大洲,也可以说是地球的最后一片“净土”,几乎整个大陆都被茫茫冰层所覆盖,地势比较平坦,背景雪白,没有其它杂质和气味干扰,与其它大陆相比,南极洲基本不存在地表灰尘与星际尘埃混淆的问题。因此,有研究团队瞄准了南极洲,在这个冰盖大陆上开始寻找星际尘埃。

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南极洲的内陆原始冰原地带,是最佳的探测地点。因为这里的温度永远不会超过冰点,微小的星际尘埃,如果降落到这里,势必会被逐渐增加的冰雪所包裹。当从冰层表面向下挖掘时,一层层的冰雪,就像树木的年轮一样,既记载着冰雪降落的时间,同时也表达着星际尘埃降落的年代。通过对冰层中相应厚度处,检测出星际尘埃的分布密度,那么就能够计算出地表单位面积、单位时间所降落的星际尘埃数量,进而可以推测出每年地球上降落的总尘埃重量。

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与此同时,科学家们还在法国和意大利的高山冰川监测站中开展了对照实验。总体的工作流程是,先在冰层中确定一个固定的厚度和平面区域,然后将这些冰雪挖到大桶里,运回研究基地,然后将冰雪融化,除去相应的污染物质后,过滤出宇宙尘埃,结果发现了两大类的星际降落物质,一类是较大的未熔化和气化完的陨石颗粒,另一类是非常细小的宇宙小球体颗粒。

通过精密监测、称量和分析,研究人员得出了结论,每年大约有8.6微克的星际尘埃落入1平方米的雪中。继续假设这些星际尘埃在地球周围的分布是均匀的,将这个数字乘上地球的表面积,那么就能够计算出每年有多少吨微粒“撞击”我们的地球。(地球的表面积为5.1亿平方公里,最终的计算结果为吨)

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科学家们通过更进一步的研究,认为大多数的星际尘埃,来源于太阳系的柯伊伯带中的冰质彗星,而不是岩质的小行星,这种推测结果,似乎印证了之前科学家们提出的,太阳系的“黄道云”不断从经过的彗星上积累物质的结论。当然,也有观点认为,“黄道云”中的星际尘埃,也有可能是来源于火星和木星之间的小行星带。无论哪一种结果,每年降落到地球星际尘埃的数量相对稳定,这个是既定事实。

搜图编辑地球的重量为何没有明显增加?

其实,这个问题很好回答。地球时不时地会受到一些小行星的撞击,其中大部分被大气层“消纳”了,但不论是降落到地表,还是气化进入大气层,作为地球整体的话,质量肯定会增加。而由于大气层和地球引力的存在,那些撞击后的反弹波,很难将从地球表面剥离的物质,从地球表面带回宇宙空间,所以地球的“静重”持续增加毋庸置疑。

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我们现在算一笔账,即使地球每年因星际尘埃降落地表增重吨,那么46亿年来,地球一共增重2.3*10^13吨,这个数看上去非常大,但是别忘了地球的总重为5.*10^21吨,46亿年地球总共增加的重量,仅占到地球总重量的10亿分之4。这个比例,相当于在人的体重上仅增加一根头发丝的重量,变化简直是微乎其微,别忘了这还是在46亿年间的总变化,基本上可以忽略不计了。



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