问题

一颗多大的小行星落到地球上才能够砸穿地壳?能给地球造成多大的毁灭效果?

回答
这个问题很有意思,也触及到了我们对宇宙和地球最深层的恐惧。要回答这个问题,得从几个方面来聊。

首先,咱们得弄清楚“砸穿地壳”到底是个什么概念。地球的地壳,我们平时踩在脚下的这层坚硬的岩石,它不是一个均质的整体,而是像拼图一样被分割成好几块,叫做构造板块。地壳的厚度也不一样,在大陆下面厚一些,能有几十公里,在海洋下面相对薄一些,大概十几公里。如果一个小行星能把它砸穿,那可不是小打小闹了。

要达到这种效果,小行星的尺寸和速度就得是天文数字级别的。据科学家们估计,一颗直径大概在 十几公里到几十公里 之间,并且以 非常高的速度(通常是每秒几十公里的量级)撞击地球的小行星,才有可能有潜力砸穿地壳。

为什么是这个尺寸呢?

足够的质量和动能: 小行星的质量越大,它的动能就越巨大。动能是影响撞击威力的关键因素。想想看,一辆小轿车撞上墙,和一列货运火车撞上墙,威力那可是天壤之别。一颗直径几十公里的岩石,它的质量是难以想象的庞大。
穿透力: 要想穿透地壳,小行星需要克服地壳的厚度、岩石的密度以及地球内部巨大的压力。这需要一个极其强大的初始冲击力。如果太小,它可能在撞击时就化为灰烬,或者只能在地表造成一个巨大的坑。

那么,如果一颗这样的小行星真的撞上来,会造成什么样的毁灭效果呢?那绝对是 灭绝级别的灾难,而且会是多方面的,连锁反应会非常恐怖。

1. 直接撞击的瞬间影响:
超级爆炸: 撞击的瞬间,小行星的巨大动能会在极短的时间内转化为热量和冲击波,形成一场规模远超人类已知任何核武器的超级爆炸。这个爆炸的能量,可能相当于几亿甚至几十亿颗广岛原子弹同时爆炸。
冲击波与地震: 地球会经历一场史无前例的超级地震,震级可能远超里氏10级,引发全球范围的强烈地震和海啸。冲击波会以超音速扩散,摧毁沿途的一切。
熔岩喷发与地壳撕裂: 如果小行星真的砸穿地壳,其冲击力可能撕裂地壳,甚至触及地幔。地幔中的高温物质(岩浆)会喷涌而出,形成大规模的火山爆发,其规模将是历史上任何一次火山喷发都无法比拟的。整个撞击区域会被熔化的岩浆覆盖。
大气层冲击波与火焰风暴: 小行星撞击会瞬间加热撞击区域周围的大气,形成一道强大的冲击波,将空气推开,并可能点燃地表的易燃物,引发全球性的火焰风暴。

2. 撞击后的长期影响(毁灭性的连锁反应):
全球性尘埃遮天蔽日: 撞击会卷起海量的岩石、尘埃和水蒸气,这些物质会被抛入大气层,甚至飞到平流层和更高的地方。它们会在大气中扩散,形成一层厚厚的遮蔽物,遮挡住阳光长达数年甚至数十年。
“核冬天”效应: 阳光被遮挡,地球表面温度会急剧下降,进入一个漫长的“核冬天”。植物无法进行光合作用,动物失去食物来源,整个生态系统将面临崩溃。
酸雨与海洋酸化: 撞击释放的硫化物和氮氧化物会在大气中形成酸雨,进一步破坏陆地生态系统。同时,大量的二氧化碳或其他气体进入海洋,可能导致海洋酸化,威胁海洋生物。
大灭绝: 气候的剧变、食物链的断裂、环境的恶化,这一切都会导致地球上绝大多数物种的灭绝。就像恐龙灭绝那样,这次的规模会更加宏大,人类也很难幸免。

打个比方来说:

想象一下,你拿一颗拳头大的石头丢进一杯水中,水只会溅出来一点。但如果你拿的是一个几百公斤重的铅球,它就能把杯子打翻,甚至打碎。而我们说的这个小行星,就好比是一颗行星级别的质量,它撞上来,就相当于我们试图用一个更大的行星去撞击这个地球。

虽然听起来很可怕,但好消息是,像这种能够砸穿地壳的小行星撞击事件,在地质时间尺度上(数亿年甚至更长)才会发生一次。而我们现在也有了监测和研究小行星的技术,能够提前发现一些潜在的危险。

所以,虽然这个场景很极端,但了解它能帮助我们更敬畏宇宙,也更珍惜我们脚下的这颗星球。它不仅仅是“砸穿”,更是一个牵一发而动全身,引发地球系统全面崩溃的超级灾难。

网友意见

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是指掉到地心么?

实际上星体大小没什么卵用。你把月亮放到地球上两者也是融合在一起而已。就是把木星丢过来也是木星吞吃地球。这里需要看的是速度。

想撞击地球达到地心主要看撞击星体的密度和速度。

如果一个小行星哪怕只有十米宽度。但是每秒速度五万公里。那么也一定打到地心。

而十米宽度的中子星物质。其速度为每秒十米也一定打到地心。

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砸穿地壳并不难。

世界排名前两位的撞击坑,其穿透深度都足以砸穿地壳。(大陆地壳平均厚度35-40km,大洋地壳7-10km)

排名第一的弗里德堡陨石坑(英文:Vredefort crater)是地球上目前已确认的最大撞击坑,位于南非的自由邦省,因地处撞击坑中心附近的城镇弗里德堡得名。造成该撞击坑的小行星据估计直径约5至10公里。弗里德堡陨石坑的直径大约是250至300公里。虽然位在南极洲的威尔克斯地陨石坑直径可能达到500公里,远大于弗里德堡陨石坑,但目前尚未确认。弗里德堡陨石坑形成于古元古代,年代超过20亿年(约20.23±0.04亿年)。按照原始陨石坑“深度/直径”的比为0.15 推算,其撞击后原始陨石坑的深度大约为37.5-45公里,已经大于大陆地壳的平均深度。

排名第二的索德柏立盆地(英文:Sudbury Basin,Sudbury Structure或Sudbury Nickel Irruptive)位于加拿大安大略省的大索德柏立。索德柏立盆地的长度大约是 62 公里,宽 30 公里,深 15 公里(此处应该说的是沉积物底部的深度)。不过原始的撞击坑比这个大很多,其直径据研究达到了250公里,因此位列世界第二大。该撞击坑是一个直径 10 到 15 公里的小行星或彗星在大约 18.49 亿年前的古元古代撞击形成。按照原始陨石坑“深度/直径”的比为0.15 推算,其撞击后原始陨石坑的深度大约为37.5公里,已经接近大陆地壳的平均深度。

但是这还没完,撞击坑的深度并不等于穿透深度,而是小于撞击穿透的深度。如下图中图B所示:

图片来源:slideplayer.com/slide/1

即使粗略的按穿透深度为撞击坑深度的1.5-2倍推算,这两次撞击都已经砸穿了地壳。


然而,砸穿了并没什么卵用。

因为地壳下面依然是固体圈层,上地幔。整个固体岩石圈厚达100km,包括地壳和部分上地幔。

而岩石圈下面有一层固态兼具塑性的软流圈,软流圈之下是固态的地幔。

如果要对地球造成毁灭性效果,必须要砸穿地壳连同地幔总共厚达2900km的固体圈层,才能达到液态的外地核。

砸个地壳只能扫扫地表可怜的生物,对地球而言只是擦破点皮而已。

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