第四节 来自天外的灾难：天祸飞临
无垠的宇宙并不太平，因为它时时都在发生着能量巨大的星际碰撞。偏安一隅的地球也并不安全，因为，常常都有天外来客不请自来。在所有的危险中，小行星与地球的“接吻”也许是毁灭性的天祸灾难。
生命无比宝贵，地球只有一个。随着人类对宇宙认识的发展与自身智慧、能力的提高，这种惨绝人寰的悲剧有可能永远不会发生了。
小行星会撞击地球吗？一旦小行星真的要撞地球，那么，地球会变成什么样子？相信大家都能想像得出那将是怎样的一种后果。对于小行星撞击地球并给地球造成毁灭性灾难的话题，关键的不是会不会的问题，而是在什么时候的问题。当然，这决非危言耸听。200多个巨大的环形陨石坑和数十亿年的地质痕迹都默默地为人类提供了大量充分的证据，表明小行星或其他星体的撞击，一次又一次地给我们的地球造成了巨大灾难，对地球上的一切物种都构成了决定性的威胁。天文学家证实，还有更大的威胁物在太空中穿梭游荡，它们当中的有一些注定是要和地球发生撞击的！
1.你想像过小行星撞击地球吗
在浩瀚无垠的茫茫宇宙中，我们每个人无疑都是乘坐地球飞船的旅行者。假设有这么一天，你突然看到有一道明亮的闪光出现在你左方的天空，当长长的闪光看起来是朝向你和地表运动时，能清楚看到一个大得惊人的1公里直径的畸形怪石。它在地球的重力拉拽下往下降落，前方产生猛烈的冲击波。这时，你听到的仅仅是因大气摩擦后，岩石一层层剥落发出的撕裂声响。随着这刺耳的巨响，冲击波接踵而来。
1988年4月15日，一颗直径10米左右的小行星在南太平洋上空撞向地球，在空中爆炸成碎片。这次撞击，被人造卫星记录了下来……这就是可怕的小行星撞击地球！毫无疑问，此时灾难已经降临，你无可逃避，也根本不可能逃避得了，你刚被冲击波碾碎，接着就被这颗小行星的热量所化解，你周围1000平方公里以外的地区内每个生命都死去了。
科学家们通过模拟实验，一致认为小行星一旦撞击地球，后果是不堪设想的：撞击引起的冲击波穿过该行星，沿着地壳上易摧毁的小断层线发生许多地震。撞击起来的尘土和灰烟迅速扩散，并在到达大气上层时使天空失去光辉。由于盛行风的控制，这些尘埃颗粒几年都将不会落回地面。火花雨所撞击地区周围发生野火，已经呛人的空气又加入了烟雾微粒。有毒气体不仅来自撞击物体，而且还来自撞击激发的火山活动，它们将会渗入大气层。不要很长时间，也就是数天到数周时间，碰撞击倒的森林、田地和城镇的腐烂残余物将会滋生细菌和病虫害，而周围的幸存者则奋力地处理可怕袭击带来的后果。
我们可以作这样的假想：一个像形成美国亚利桑那州陨石坑那么大的物体投向地球表面，物体进入大气层摩擦产生的热量将烧焦数英里的一切。这块岩石将用它的初始速度的75％击中地球，将黑灰高高地抛向大气层并遮蔽阳光数周或数月，整个地球可能都冷清了。酸雨降落下来，碰撞产生的大火蔓延开来，撞击形成的陨石坑造成了总的破坏，它毁坏了此下之处的小镇或部分城市。这种撞击会在几秒钟内杀死每个人和击倒所有建筑物，人们来不及去思考什么就进入了另一个世界。
我们还可以作一个假设：让一个像1908Tunguska小行星（直径30至60米之间，约半个足球场大小）那么大的物体投向美国一个典型的农村地区，其爆炸相当于4万吨能量，直接死于冲击波的将近7万人，财产损失总额近40亿美元。如在城市地区，估计会有近30万人死于同一方式，财产损失超过2800亿美元。换句话说，像英国首都伦敦大小的城市加上它的郊区将会差不多消失。这时，1945年，美国用原子弹袭击日本广岛和它比较起来只是一个较小事件。
不仅如此，地动山摇的灾变对地质和气候也都有难以估量的影响。地壳受到小行星猛烈冲击后，破坏了地壳构造的均衡性。一般情况下，地壳各点受的力相等，地壳稳定，相安无事。当这种平衡被破坏后，地球必须重新调整———一系列的造山运动和地壳构造运动开始了。
我们的地球是在渐变和灾变的交替变化中演化过来的，渐变是缓慢的变化，是宇宙中任何星体共有的规律，也是地球自身演化的基本规律。但古生物和古地质在短时间发生的巨变现象，用渐变很难解释，如沧海桑田、生物灭绝等翻天覆地的变化，对地理而言，就是“灾变”。
20世纪80年代以来，宇宙天体碰撞学说风行一时，科学家开始相信，在地球历史中所发生的重大事件都与碰撞密切相关，这些事件的爆发造成了地球环境的改变，从而导致了生物的大规模的绝灭。这种绝灭又为生物的进一步进化铺平了道路，一些生命消失了、衰落了，另一些生命就诞生了、进化了。
2.地球在枪林弹雨的宇宙中穿行
宇宙有着形态各异的星球，那么，太空中一共有多少颗星体？关于这个问题，目前还没有人能够解答，因为宇宙中的星体可以说是难以计数的，仅我们太阳系所在的银河系中，估计就有一千五百多亿颗恒星。按人类目前的观测水平，已经看到了几十亿个与我们的银河系相类似的巨大星系，如著名的猎犬座旋涡星系、大小麦哲伦星系，而人类目前还无法观测到的星系，真不知还有多少！
宇宙星体何其多，其中有我们所在的太阳系，地球仅是太阳的九大行星之一。在地球的周围，还有许许多多的小行星、彗星在不停地飞转着。这些可以飞到地球公转轨道附近的小行星，被称为近地小行星。已经被人类发现的400多颗近地小行星中，直径在1000公里以上的，就有近百颗。这些小行星，许多是在它们飞近地球，或者做了地球上的不速之客时才被发现的。据推测，在地球周围，尚有90％以上的直径达1000公里以上的近地小行星未被发现。而直径在50米以上的小行星，其数量竟高达100万颗！可见，在近地轨道上运行的小行星，数量是多么巨大！这些数以百万计的小行星，在地球周围空间织成了一张密密的“蛛网”，我们的地球，就在这网中穿行。
对于地球来说，如果与这上百万颗小行星中的任何一颗相撞，都将带来或大或小的灾难。有些小行星是结伴而行的，一旦冲向地球，地球将遭受多重打击。在地球表面，就发现过双小行星冲撞地球后留下的双陨石坑。
由于现代科技的高度发达、航天技术的迅猛发展，人类已经能够向太空发射各种各样的飞行器。迄今为止，人类已经将数千颗人造卫星以及其他各种飞行器、探测器送上了太空。这些飞行器全都在绕地球飞速转动着。一旦人类对它们失去控制，它们就会在接近地球的空间乱窜，随时对地球构成威胁。1957年10月4日升空的第一颗人造地球卫星，在循规蹈矩地飞行了102天以后，便变成了一颗失去控制的人造“流星”。到1958年1月14日，它便一头栽向当初的出发地——地球。幸好它的个头不大，最后终于焚毁在稠密的大气层中。而那些个头庞大的人造卫星，对于地球来说，就是严重的威胁了。1978年1月24日，装有核反应堆的前苏联间谍卫星“宇宙-954号”在轨道上发生故障，坠落在加拿大境内，造成极大的恐慌，引起加拿大和前苏联两国间关系紧张。美国科学卫星“天空实验室1号”于1979年7月11日坠落于澳大利亚以西几百公里处，这个重达70多吨的大家伙，在坠向地面时碎裂成500多块，最重的一块重达2吨。幸好美国科学家采取紧急措施，使它在空中改变了姿势，并加快了它的自转速度，使它最终避开了繁华地区，落进了太平洋。否则，势必会对地球人类造成严重的危害。
在地球周围，正浮游着大量人类制造的太空垃圾。它们何时落向地球、落在地球的何处，还难以预料。地球，犹如在枪林弹雨中穿行！
3.小行星令地球人出一身冷汗
现代天文观察表明，地球在绕太阳旋转过程中，曾有过多次与宇宙天体擦肩而过的经历。
1968年，澳大利亚教授巴特拉发出的警告曾叫世界大为恐慌。据他说，一颗直径1千米、质量10亿吨，轨道直插水星内侧的小行星伊卡鲁斯将和地球相撞，6月15日，这颗小行星在地球之外600万公里处飞掠而去，距离近的足以使人们在庆幸之余感到后怕。在此之前，小行星阿多尼斯曾以240万公里的危险距离和地球擦肩而过。更有甚者，1937年，一颗名叫赫米斯的小行星和地球狭路相逢时，彼此只隔64万公里。据计算，它和地球的最近距离可达30万公里，这意味着已经闯进了地月之间的空间。
1989年3月下旬，两颗新发现的掠地小行星，暂命名为1989FB和1989FC。4月20日就发生了一个惊人的事件。1989FC（一块300米长的巨石）穿过地球轨道，距离地球约为80万公里，稍大于地球到月球间距离的2倍，以70000公里/小时（19公里/秒）的速度与地球探肩而过，就像你横过马路时一辆急驶的卡车从你面前不到1米的距离呼啸而过，这足以吓人们一跳，令地球人出一身冷汗。如果地球比正常情况提前6小时（对天体运行而言，这一瞬间就如同你在行走中多走一步）到达该天体和地球轨道的交点，那么它将会经历一次能量超过10亿吨TNT当量的撞击，地球上某个地方就会被撞出一个3～4千米宽的大坑。也许某个国家就会从地球上消失。
这个致命大石块被取名为阿斯克勒庇俄斯，在古希腊神话中，是为民治病、解除民间疾苦的神医。他是太阳神阿波罗的儿子，跟从贤明的马人喀戎学习医术。他的医术十分高明，治好了无数病人，使死去的人越来越少），天文学家给它的暂时编号是1989FC，它将在2012年再次经过地球轨道。不过那时，它将和地球保持一段安全距离。
随着宇宙观测手段的日益完善和宇宙探索的不断深入，地球险些被直径为几十米大小的大圆石撞击的记录在逐渐增多。在1989年的那次事件后还发生过许多其他类似的事件。其中较引人注目的事件之一出现在1992年。智利天文学家观测到一个小彗星体经过地球附近，据估计，这一宇宙“流浪汉”的直径为100～200米，距离地球仅2万公里。对于行星际空间的距离来说，这不过是毫厘之差，就是这段距离使地球上的某个地方避免了相当于上亿吨梯恩梯（TNT）当量的“炸弹”的轰炸。小行星阿斯克勒庇俄斯险些撞击地球；1994年7月，休梅克-利维9号彗星与木星的活生生相撞……这些事件使人们开始意识到宇宙天体的大撞击随时随地威胁着我们，而不是在遥远的未来。
4.撩开小行星的真面目
小行星是在火星和木星轨道之间，围绕太阳旋转的为数众多的小天体。按提丢斯波得定则，在火星和木星之间，距太阳2.8天文单位处应该有一颗大行星。众多天文学家和天文爱好者费尽心思去寻找，但毫无结果。然而却获得了意外的收获，相继发现了众多小行星。最大的小行星直径也只有1000千米左右（如小行星Ceres），微型小行星则只有鹅卵石一般大小。直径超过240千米的小行星约有16个。它们都位于地球轨道内侧到土星的轨道外侧的太空中。而绝大多数的小行星都集中在火星与木星轨道之间的小行星带。从这些小行星的特征来看，它们并不像是曾经集结在一起。如果将所有的小行星加在一起组成一个单一的天体，那它的直径不到1500千米，比月球的半径还小。
（1）小行星概况
小行星是太阳系形成后的物质残余。有一种推测认为，它们可能是一颗神秘行星的残骸，这颗行星在远古时代遭遇了一次巨大的宇宙碰撞而被摧毁。1801年，意大利天文学家皮亚齐（Giuseppe Piazzl，1746～1826）发现了一个新行星，命名为谷神星，它距太阳2.77天文单位，但因它的体积和质量太小，不能与大行星为伍，故称其为小行星。以后的几年里，又发现了另外3颗较大的小行星，它们是智神星、婚神星和灶神星。随着19世纪后照相技术在天文学上的广泛应用，使发现的小行星的数目急剧增加。从1925年起，新发现的小行星算出轨道后，要经过两次以上的冲日观测，才能赋予永久编号和专用名称。目前有永久编号的小行星已达1万多颗。巡天观测发现亮度大于21.2星等的小行星有50万颗。
小行星中最大的是谷神星，其他小行星的直径和质量都很小。小行星的亮度有周期性变化，这是由于它们表面各部分的反照率不同及它们的自转引起的。小行星典型的自转周期为8～9个小时，小行星的自转轴取向毫无规律，呈随机分布。有的小行星还有自己的卫星。按表面反照率的不同，小行星可分为C类（碳质，反照率较小）和S类（石质，反照率较大），另外还有少数小行星的金属含量很高，称M类。少数小行星的轨道半长径比火星小或比木星大。小行星靠反射太阳光而发亮，它们的视亮度跟它们同太阳和地球的距离有关，也跟它们的表面反照率有关。最亮的小行星是灶神星，目视星等为6.5等。大多数小行星是一些形状很不规则、表面粗糙、结构较松的石块，表层含有水矿物。它们的质量很小，按照天文学家的估计，所有小行星加在一起的质量也只有地球质量的4/10000。这些小行星和它们的大行星同伴一起，一面自转，一面自西向东地围绕太阳公转。尽管拥挤，却秩序井然，有时它们巨大的邻居———木星的引力会把一些小行星拉出原先的轨道，迫使它们走上一条新的漫游之路。在近年对小行星的观测中，还发现一个有趣的现象，有些小行星竟然也有自己的卫星。在1991年以前所获的小行星数据主要是通过基于地面的观测。1991年10月，“伽利略号”探测器经过951号小行星（Gaspra2017），从而获得了第一张高分辨率的小行星照片。1993年8月，伽利略号又飞经了243号小行星（Ida4005），使其成为第二颗被宇宙飞船访问过的小行星。1997年6月27日，近地小行星探测器（NEAR）与253号小行星（Mathilde4001）擦肩而过。这次机遇使得科学家们第一次能近距离观察这颗小行星。宇宙探测器经过小行星带时发现，小行星带其实非常空旷，小行星与小行星之间分隔得非常遥远。如同陨石一样，由于小行星是从早期太阳系残留下来的物质，科学家对它们的构成非常感兴趣。Gaspra和Ida小行星都富含金属，属于S型小行星。第243号小行星谷神星
（2）著名小行星
①谷神星
谷神星是第1号小行星，也是最早发现的小行星。1801年1月1日由意大利天文学家皮亚齐发现。直径约770千米（直接测量），质量为（11.7 ± 0.6）× 10 23克，占所有小行星质量总和的一半，是最大和最重要的小行星。反照率为0.06，属碳质小行星。谷神星的轨道半长径为2.77天文单位，轨道偏心率为0.079，轨道倾角10.6度，公转周期1681天。谷神星的目视星等为7.4等。
②智神星
智神星是第2号小行星。1802年由德国奥伯斯发现。直径约为490千米（直接测量），质量为（2.6 ± 0.8）× 10 23克，体积与重量仅次于谷神星，居第二位。智神星是V型小行星（即不属于任何可分类的类型）。智神星的轨道半长径为2.77天文单位，轨道偏心率0.23，轨道倾角34.8度，公转周期1686天，自转周期9～12小时。目视星等为8.0等。
③婚神星
婚神星是第3号小行星。1804年由德国天文学家哈丁发现。直径约为195千米（直接测量），质量为2 × 10 22克。轨道半长径为2.67天文单位，轨道偏心率0.255，轨道倾角13度，公转周期1594天，自转周期7小时13分，目视星等8.7等。婚神星的反照率较大，达0.2。
④灶神星
灶神星是第4号小行星。1807年由德国的奥伯斯发现。直径约为390千米（直接测量），质量为（2.4±0.2）×10 23克。轨道半长径为2.36天文单位，轨道偏心率0.088，轨道倾角7.1度。公转周期1325天，自转周期5小时20分31秒。灶神星的反照率很高，达0.24。目视星等为6.5等。是最亮的小行星。
⑤大力神星
大力神星是第532号小行星。第一个发现有卫星的小行星。1976年6月7日，在观测这颗小行星掩恒星时，发现了它第4号小行星“灶神星”系列照片（1994年11月28日至12月1日哈勃望远镜拍摄显示了全部5.34小时的自转）的卫星1978（532）I，大力神星和它的卫星的直径分别为243千米和45.6千米，相距977千米。
⑥伊卡鲁斯
伊卡鲁斯是第1566号小行星。1949年6月26日由美国天文学家巴德发现。直径约1.5千米，轨道半径长为1.08天文单位，轨道偏心率很大，达0.83，轨道倾角为23度，公转周期1.21年。是距离太阳最近的小行星，近日距离只有0.187天文单位，比水星更接近太阳。远日距离约1.98天文单位。每个公转周期中它的表面都要经历剧烈的温度变化。
⑦中华星
中华星是第1125号小行星。1928年11月22日由中国天文学家张钰哲在美国工作时发现，并根据张钰哲的建议命名为“中华”。中华星的轨道半长径为3.1465天文单位，轨道偏心率0.2025，轨道倾角为3.03度，平均冲日星等18.4等。
（3）小行星的命名
2001年10月6日，在北京师范大学校园，国家天文台副台长王宜宣布：“经过了中国科学院的特别批准，将一颗新发现的小行星命名为‘北师大星’，用于庆祝北师大的百年校庆，以彰显北师大在中国教育科技事业方面的重要贡献。”此前，2001年7月，有一颗小行星被命名为“金庸星”。璀璨的星空中，还有“巴金星”、“陈景润星”、“希望工程星”等小行星在沿着自己的轨道运行，它们早在1999年就得到了命名。
小行星可以由发现者进行命名，最终需得到世界公认。对小行星命名既是为了科研工作的方便，也是鼓励观测者投身于小行星发现领域。天文学家们观测到一个小行星后，不能马上确定它是颗新的星，不知道别人是否发现过，这时就需要给它一个临时编号，这是第一个名字。这同一颗小行星在不同的夜晚被观测到，并报告国际小行星中心之后，确认了它是个新的，它会得到第二个名字———一个国际统一格式的“暂定编号”。当一个小行星在至少4次回归中被观测到，并且它的运行轨道被精确确定后，这个新的小行星就有了第三个名字———国际小行星中心给的永久编号。比如，“北师大星”的永久编号为第8050号，“金庸星”的永久编号为第10930号。一颗小行星的第四个名字，按照惯例，由发现者在发现10年内命名。早期小行星的命名多选自神话中的人物的名称，后来演变为发现者表达自己意愿的方式。当然，小行星的命名有一定的规范，比如政治家、军事人物或者政治、军事事件，而且必须在人物逝世或事件发生100年以后才能命名。所有小行星的命名，要经过国际天文学联合会由13人组成的小天体提名委员会批准，由国际小行星中心发布通报国际社会。截至2000年，北京天文台施密特小行星组，已经有了275颗小行星的命名权。
5.地球遭遇灾难性碰撞的概率预测
如果有人认为，与撞击物体有关的风险难以确定，那就听一听科学家们在确定小行星碰撞可能性上的努力吧。
因为地球的大部分由水体覆盖，所有碰撞有70％的机会发生在海洋上。正如说过的那样，较大的小行星或彗星将会通过溅起指向空中的圆形水墙并生成蒸气的方式，造成暂时的局部化的气候变化；假如这一撞击靠近陆地，类似于地震海浪或海啸的海浪将会淹没海滨城市，淹死几百万人。
但是大的近地球小行星碰撞地球的客观机会是多大呢？我们不要悲观地认为“我们是下一个”，因为地球是广阔的宇宙中的一个极小的目标，要出现这样的碰撞，是需要很多复杂的自然因素的相互影响才能促成。
那么，地球遭遇灾难性碰撞的概率到底有多大呢？在这个问题上，各国的学者有着各自不同的见解，莫衷一是，较有代表性的有：
大卫·A·罗瑟利在他的《外层行星的卫星》一书中阐述科学家们经过长时间的考察分析，已推断出在18亿多年前，曾有一颗直径为8千米的金属小行星以每秒20千米的惊人速度与地球相撞……
大卫·A·罗瑟利说道：“全世界每1000万平方公里面积（相当于欧洲或美国大小）有直径1公里以上的陨石坑形成，平均来说，每25万年有一次；而直径大于10公里的较大陨石坑则是每1000～2000万年一次。”
·根据NASA埃姆斯研究中心的大卫·莫瑞森和行星科学研究所的克拉克·R·查普曼1990年写的文章的见解，50～100公里范围的陨石坑每1000万年在地球上出现一次（相当罕见的大碰撞）。
·编辑《空间防护调查：ANSA国际近地球物体探测讨论会报告》的科学家们在他们的报告中提到，具有5公里或5公里以上直径的物体的碰撞大约每1000～3000万年出现一次。
·根据康纳尔大学克里斯托弗·奇巴和NASA埃姆斯研究中心的凯文·扎恩勒的计算，大气层的空气阻力使较大物体的受到很大压力。如果该物体破裂，它就要覆盖行进沿线更多的面积而产生额外的空气阻抗。其结果是小行星的破碎，在爆炸中减缓速度。在15公里以上高空，不存在对地球表面及其人口的实际伤害。但如果物体是由较坚固的材料构成，如超50米直径的石质小行星，它在撞向地球时，将具有10个百万吨级核弹的能量。这类爆炸被认为至少每个世纪在地球上空出现一次。
·在由《空间防护调查》的科学家们所做的另一估算中，全球灾难性的撞击间隔为50万年。对Tunguska型的撞击来说，可能性较小。地球总的碰撞平均间隔是300年；地球上有人口居住地区的碰撞平均间隔是3000年；城市地区的平均间隔是10万年；而美国城市地区的平均间隔仅为100万年。
他们还列出另一张表来阐明他们对一年一度的撞击死亡风险的预测。对全球灾难性的撞击来说，地球总的撞击之间的平均是50万年，即一年的撞击概率为1/50万。个体死亡概率按1/4来算，那么单个人一年的死亡概率则为1/200万。
对于Tunguska型的撞击来说，该比率有变化。整个地球的撞击之间的平均间隔是300米，假定被破坏地面面积为5000平方公里左右（地球表面积的1/10000左右），单个人死亡的年度概率仅为1/3000万。虽然这种算法看起来落后，但它是真的；统计数字表明，几公里直径的较大撞击者比较小的Tunguska型撞击者的年度风险大约大15倍。世界科学界有一个趋势，倾向于以撞击物体的规模为基础进行可能性讨论。大多数叙述趋向估计是，直径大于1公里的较大行星每100万年碰撞1次或2次，直径约90米至1公里之间的较小行星平均每300年撞击一次地球。常被用作引证的是南太平洋1978年的一次爆炸，一度曾以为它是核试验，但现在认为它是冲撞水体的小行星，自然是以前说到的Tunguska型撞击。另一个共同的想法是，地球被大得能摧毁世界性农作物的彗星冲撞的全部机会约为1/10000，类似于外科手术时死于麻醉或任何6个月时距中死亡于汽车事故的概率。
在每次这样的情形中，主要肇事者是近地球小行星。但是，还有另一个问题，它是最近才显露出来的，尤其是就修玛克-利维9彗星撞击木星而言：假如一颗小行星（或破坏彗星）在撞向地球的路途中被拦截会怎样呢？
当然，我们已探测到小行星的大多数看来是单个的，但似乎有点奇怪的是，我们选择调查的其他小行星（Ida）有一颗小月亮（Dactyl）。在大多数情况下，小行星的自然结构主要是由高速碰撞的结果决定的。不过有些科学家相信，一些靠近地球旋转的破碎小行星也许已降为“飞行中的碎石堆”，较大的一些或许是单个小块并且模样几乎依然是老样子。
如果小行星接触双体将碰撞地球，会发生什么情形呢？拿近地球小行星4179Toutalis作例子，它的直径为3公里，可以解释为是接触双体小行星，有1.3公里和2.7公里附加叶瓣。即使该双连小行星在它接近地球时以某种方式分离，撞向两个方向，其影响也会是双倍破坏性的。不管情形如何，两者一起撞向陆地或海洋，或一颗冲撞海洋而另一颗冲撞陆地，最后的大灾难对我们世界都将产生破坏性的影响。
6.可能撞向地球的撞击物的种类
1992年，美国航空航天局主办的一个讨论会研究了危险性与撞击物体大小的关系，其成果为《太空监护调查：NASA国际近地球物体探测讨论会报告》，由会议主席大卫·莫瑞林编辑。根据该报告，投射造成的灾害可按撞击物的大小或功能划分成三大类。
第一类：直径10～100米的撞击物
该类中的撞击物体通常在到达地面前就已破裂，直径介于10至100米之间。物体爆炸产生了相当于5～10吨TNT的功能（基于每秒20公里进入大气层的速度），这类大小的撞击物体的功能全部消耗在大气层中。
这一尺寸范围中较小的物体似乎每10年要碰撞一次地球。10米大小撞击者很少能穿过大气层产生陨石坑，只有铁或铁石类的物体能坚持下来，它们类似于陨石中知名的那一种。不过，这样的情形出现很少。事实上，石质物体也幸存不下来，它们破碎后减低速度，致使岩块减慢至自由落体速度，而动能转换为大气冲击波。其中一些冲击波能量会转变为机械波；另一部分则变为通常被认为是火球的突发光和热。它引发的爆炸往往出现在大气层的相当高度。在地面或海洋中则很少或没有这种情况。因而，当它经过观察者时，通常看到发出破裂声的火球和听到冲击波产生的震动。
当物体大小接近100米标准时，影响会变得更糟糕。这样的碰撞在地球上每千年发生几次，均相当于1亿吨TNT。这种实际投射有较大的机会到达地面，或者由于它体积较大而能到达大气层的较低处消散。
由于爆炸位置较低，转换为冲击波的能量也相应的大一些。如果冲击波的压力和冲击辐射能（大多数以过量热的形式）相合，后果将是极度破坏性的。这样一种临界状态的最好例子1908年曾出现在Tunguska事件之中，那次释放出了巨大的能量，破坏了西伯利亚超过2000平方公里的旷野地区。
这一种类中较大的小行星的撞击对地球意味着什么呢？其结果将会是局部影响，不过对撞击位置周围地区依然是破坏性的。风暴性大火将会盛行，它们由小行星及其撞击燃烧火星点燃。虽然氧化氮和尘埃不会影响到全球，但可以经过大气穿越到很远的地方。与火山喷发一样，这些气体和尘埃可以几个月使日落带色。如果该物体穿过大气撞击地面，那么所在地区的自然变化是明显的———地面上的洞穴和地面下挤压埋没的一切。假如它出现在小镇或城市上空，半径20公里范围内的建筑物将被击倒，而油气管线将由于撞击产生的热量而着火。成千上万的人因挤压撞击或冲击波或喷出物而丧身———自然轰击将物质猛掷向撞击位置周围的每一个人。假如同样的撞击发生在海洋，热天体碰击水体产生的蒸气将会滚滚向上，由于大气中的潮气大量增加，将会引起短期气候的改变。
第一类碰撞物体也许看起来不是什么问题，可它会引起局部性的巨大变化。这块在阿波罗17使命中发现的月球上的巨砾正好符合第一类碰撞物的大小规格（照片由NASA提供）。
第二类：直径100～1000米的撞击物
在外观上，第二类撞击物的直径从100米到1000米，它平均约每5000年与地球碰撞一回。对地球上的我们来说，其最好的情况说明就是水、冰和挥发物的彗星。科学家们相信，这样的天体在它实际撞击地面前将会在地球厚密的大气层中破裂和分解。这种彗星的影响将会造成最大的定位破坏。它主要来自分解物体穿过大气层时的大气冲击爆炸。这类撞击彗星将会造成与Tunguska事件相近的破坏。
不过，假如小行星将同样大小的物体投向地球，也许会引起我们更多的顾虑：金属小行星或许会到达地面并产生一个小撞击陨石坑，而石质小行星则必须有大约150米以上规模才能造成同样的陨石坑。
在该尺度较小尾端（近100米大小），撞击将会引起局部的破坏，与第一类高数值一端小行星的影响相类似，撞击物的能量将会在陨石坑形成期间被地面吸收。
对于较大撞击者（接近于1000米）的碰撞，尤其是撞击陆地，掘起物质的溅泼将覆盖直径约为10公里的地区。就像把一块岩石用力掷进泥土，喷出物得在一个特定方向溅泼（取决于撞击角度）并覆盖了一切，溢向四处。破坏也可由撞击造成的深坑陨石产生。该物体会有约2公里的直径，它将会破坏掉撞击下方以前存在的所有事物。而且，这一破坏将不限于爆炸投影点。撞击物的大气层爆炸将破坏到几百公里范围内的建筑物、森林和大部分自然环境。估计认为，这样的撞击将会包括整个州或整个国家。如果这一袭击出现在人口密集地区，死亡人数将达数千万。
如果较大的小行星撞向海洋，这个未受损的物体会造成严重破坏。巨大的物体将产生出水墙，把蒸气和海水高高地抛向天空。其结果会造成天气方面的局部变化（特别是降雨），它将影响世界上其他系统运转。这一撞击波非常强大，将会掀起类似于地震活动引发地震海啸那样的巨大海浪。就像卵石掉进池塘，波纹会以同心圆方式向外移动，它可能淹没附近的海岸线。波浪就这样造成强烈的滨岸侵蚀。但更大的破坏将是淹没整个的海滨城市和城镇，杀死人烟稠密的海岸线一带的成千上万人口。
科学家们相信，第二类高数值一端小行星的总体影响会相似于核式爆炸，规模近于多年来核武器试验中百万吨级中较小的档次。不过，这种近1000米大小物体撞击的实际影响纯属推测，我们没有真实的办法来确定它的实际影响。科学家们只能猜想，其根据是近年来已落在地球上的撞击造成的局部化影响。
第三类：直径1000～5000米的撞击物
一个最可怕的情况得出自第三类撞击。这些撞击物直径范围从1000米到5000米，以每秒数十公里速度行进。它们在太阳系的早期曾比较活跃，从月球、水星、金星以及我们地球上许多较大的撞击陨石坑就可看到，但这并不意味着它们已不再存在。这样大块的岩石撞击地球形成陨石坑的比率是低的，就陆地而言，它们约每30万年出现一次。
地球怎样同这类撞击抗争呢？一般来说，由第三类撞击物产生的陨石坑约是投射体大小的10～15倍。例如，一个10～15千米的陨石坑会由直径1千米大的小行星造成，一个50～75千米大的陨石坑会由直径5千米大的小行星造成。虽然它们看起来是个小数字，但实际上并不是。一个15千米大小的陨石坑将会消灭可以比得上从洛杉矶国际机场与加州佛罗伦萨（Florence）之间直径圆圈内的一切，撞击中规模最大的那类陨石坑会比得上以美国马里兰州巴尔的摩与华盛顿哥伦比亚特区之间距离为直径的圆圈那么大。这些撞击会造成地方影响，而实际的伤害将会遍及全世界。
虽然不知道确切的大小，但1000米或1000米以上的撞击物体将会把地球推向全球性灾难的境地。如果这种撞击出现在陆地或海洋上，其结果将会打破地球综合平衡体系。形成陨石坑的撞击将会使尘埃遍及全球，足以使世界气候产生短期的重大变化，加上撞击地区的破坏性的爆炸影响。
那么，大的小行星撞向地球时会发生什么情况呢？就第三类小行星中较小的而言，破坏将会是无限巨大的。至于该类系列中较大的撞击物一旦撞向地球，人类文明自身即便不是全部被消灭，也将会受到威胁。幸运的是，正像我们迄今所了解的，一个直径约5000米的较大小行星同地球的碰撞的机会是天文意义上的。
但是，用直径几千米小行星碰撞的可能性却增加了，简单来说，这种撞击物会伴随有大规模的爆炸，足以击碎并部分化解地面上撞击者下方的投射物和场所。大约半个小时后，来自撞击物体的高速投射物将会产生足够大的热量烧毁它周围所有有生命的东西，并形成吞没周围一切的风暴性大火（引发自灼热和降落的燃烧碎块），接着会迅速地蔓延至整个大陆。由于撞击物火球中的硝酸进入大气并覆盖部分地表，许多湖泊、河流、工地和一些海洋表面将变得发酸。
主要问题将起源于进入大气上层（平流层）的尘埃和岩屑。这种尘埃会被盛行风带到全世界，它散布开来，遮蔽了很大一部分阳光。日落和日升将出现令人惊异的灼热，而尘埃的移动白天像一个屏幕。缺少阳光会引起气温下降摄氏数十度（根据许多气候学家对全球变暖的研究，全世界温度下降几度能够引起戏剧性的气候和自然变化，会导致组成极地冰盖的冰的增加）。这会缩短生长季节，甚至会缺失一个或一个以上的生长季节，造成世界性的大规模作物减少。
这一切灾难不会很快就结束。几个月以后，影响会转换，水汽和二氧化碳将增加，将温室效应推到人人知道的全球变暖的关口。这时气温升高，也许增高摄氏10度。当地面加温使对流层（大气层最低一层，是我们住居地所在）的温度增高时，温室效应明显了。这又进入了可怕的循环，当海洋被提温时，它会释放二氧化碳，从而增大了全球的温室加温作用。这样的地球循环使生物圈使用过度变得压抑，减少了所有生物体幸存下来的机会。
在惨剧的中间，人类将会被推到尝试活下去的境地。撞击后寒冷的天气将冻死农作物，相应结果是缺乏食物，包括因缺少饲料而失去牲畜和野生动物（它们在许多情况下成了食物的竞争者）。这样一来，很少的粮食就将引起全世界的饥荒。同时发生的将是疾病的传播，它不仅来自饥荒，还来自死于撞击的有机体的腐烂。燃料将受到重视并处于高度的需求之中，当消费了更多的燃料时，这些资源将会在极限程度被征税，不仅有实际的税收，而且可能还有留下来的政治结构的征税，它要求我们为难以找到和运输燃料资源付税。白天不间断的昏暗也会促使这一状况的加剧，温暖阳光的缺少磨灭了重建的希望。几个月以后，温室气体增加了，它形成的较温暖的气候只是用来加剧已经破坏的情景。变暖将持续数十年，刚好造成了相反的影响，冰盖将会融化，淹没海滨城镇和城市，人口将搬到内陆。这些热量增加了大气的负担，在许多地区造成干旱或雨水成灾。全世界水汽将会增加，许多剩余的土地转变为热带似的丛林。另外的大气水也增加了世界周围暴风雨的强度，风和猛冲的降雨引发广泛的洪水泛滥和破坏。人类和野生动物又将被迫逃生，为最好的土地争斗，寻找那些有足够食物、隐蔽处和水的地方。伴随对缩小着的供给物质的争夺，生物体总数将猛烈下降。
即使是较小的撞击者，造成的影响也不会几个世纪都不消除，或者说，它甚至能改变地球未来的地质活动进程，就像白垩纪———第三纪边界情况那样。在上述情况中，撞击改变了行星演化的进程，而让哺乳动物作为生物体的主宰控制地球。如果今天出现这样大的撞击，根除的大多数也许是哺乳动物，有谁知道什么物种将会逃脱这样的大灾变重新主宰地球呢？
7.小行星真的会成为地球的毁灭者吗
对于小行星撞击地球并给地球造成毁灭性灾难的话题，关键的不是会不会的问题，而是在什么时候的问题。200多个巨大的环形陨石坑和数十亿年的地质痕迹都提供了大量充分的证据，表明小行星或彗星的爆炸性撞击，一次又一次地给我们的地球造成了巨大灾难，毁灭了地球上的大批物种，甚至给地球上的生物的生存构成威胁。天文学家也都明白，还有更大的威胁物仍在太空中穿梭飞行，它们当中的有一些最终注定会和地球发生撞击。
尽管这一切似乎很可怕，但灾难也不是不可避免。地球上经历了近40亿年的生命进化，有一个物种已经足可以阻止下一次灾难性撞击的发生。这一物种就是我们人类。
那为什么还要担忧呢？毕竟，历史上的灾难还是给我们带来了一些阴影。6500万年前最具毁灭性的那一次撞击，造成了恐龙的灭绝。以地质学的标准来说，算是“当代”的一次撞击，发生在49000年以前，一块铁陨石炸开了美国亚利桑那州一个8平方公里的大型陨石坑，造成周围数百平方公里范围内的一切生物的灭绝。1908年，一块流星陨石在西伯利亚的通古斯卡地区8千米高的上空爆炸，击倒树林，引发火灾，使2500平方千米范围内的野生动物无一幸免，惨遭灭绝。如果这样的一次爆炸发生在纽约或伦敦上空，那至少会造成数十万计的人死亡。
小行星掠过地球，有没有幸免于难的呢？1996年，一颗直径大约为500米的小行星从距离地球45万千米的空中飞过，以天文学的标准来说，那已经是极短的距离了。这颗小行星是人类观测到的、如此近距离飞过地球的最大的小行星。如果它撞击地球的话，它会造成相当于50亿～120亿吨梯恩梯的爆炸力。特别令人丧气的是，人们在小行星飞越地球的4天前才发现它！因此，人们特别有理由期望有一套探测系统，能够及早发现小行星，确定它们的飞行路径，提前很多年就能预测它们究竟会不会给地球带来真正的威胁。
令人振奋的是，这样的系统虽然起步较晚，但发展却很快。美国有4个小组的天文学家通过潜心研究，利用一些现成的设备制造了专门的望远镜来观测太空，不断发现“近地物体”。近地物体是指那些阶段性地飞过地球或接近地球轨道的小行星或偶尔出现的彗星。如果某一近地物体飞过地球时斜穿过地球轨道，而地球在沿自己的轨道运转时又恰好在这个时候经过这里，那就有可能是某个大都市或某个地区，甚至整个地球文明的灾难，就看来犯者的个头大小了。
1997年，由美国空军和麻省理工学院林肯实验室专家组成的一个联合小组加入了搜寻近地小行星的行列，他们还得到了美国五角大楼的慷慨资助。利用美国空军设在新墨西哥州的卫星探测望远镜和装备了麻省理工学院设计的先进的电荷双耦器件的照相机，这项完全自动化、电脑化的行动很快就发现了更多的、大大小小的行星和彗星，甚至比其他几个小组发现的总数还要多。后来，美国空军还部署了第二台行星探测望远镜，发射了一系列的微型卫星，对近地小行星进行更好的探测。
那么，如果真的发现了有小行星或彗星正朝地球撞过来怎么办？尽可能早地发现———当然能在多年以前就发现是最好不过的，我们就可以发送一个探测性的宇宙飞船，去探明来犯者的性质。洛斯阿拉莫斯和劳伦斯利弗莫尔这两个美国国家实验室的科学家已经勾画出了一系列巧妙对付来犯者以保卫地球的方法。依据小行星或彗星的大小、组成成分，科学家们利用特殊的核爆炸法将小的小行星或彗星摧毁，使大的小行星或彗星转向偏离地球。只要有足够的时间，并在适当的环境下，一些不那么激烈的措施也完全是可行的。有的方案只需要常规的爆炸法，有的则需要火箭发动机或太阳帆去改变小行星或彗星的运行轨道，让它安全地飞过地球。
据估计，直径在1千米左右的近地小行星有500颗至1000颗，但直到2000年初，人们探测发现的仅为估计量的一半左右。这种大小的小行星足可以给全球带来毁灭性的灾难，而某一个我们还没有发现的小行星甚至可能正朝着地球撞过来。周期长的彗星往往较一般的小行星来得大，撞击速度是小行星的两倍多，因此对地球具有更大的威胁。而且，这样的“不善来者”通常只有飞行到木星轨道附近甚至更近的时候才能被发现，而这时候离它飞过地球轨道也只有几个月了，最多也不超过18个月，留给我们采取防卫性措施的时间也就不是很多。何况，对那些虽然个头更小但数量却更多的近地物体，我们知道的还仅仅是极少的一部分。这些小行星当中同样会有都市的潜在杀手或海啸地震的制造者。
为了防止这种可怕的灾难性场面的出现，我们实在有太多的理由去探明、跟踪每一颗近地物体。1993年，国际天文界发出警报：苏梅克·列维9号彗星，在经过木星时被木星强大的引力拉成了21个碎片，这些碎片大的直径有3千米，小的也有500米左右。它们像一排大雁列队前行，预计在绕太阳一圈后再次靠近木星时，将一个接着一个地撞向木星，碰撞的时间大约在1994年7月15～22日。后来果然发生了举世震惊的彗木碰撞。这无疑是一件大事。其重要性还在于彗星既然可以撞到木星上，也就有可能撞到地球上。何况能够靠近地球的，除了彗星，还有众多的近地小行星。
1997年1月20日，中国科学院北京天文台施密特CCD小行星项目组使用北京天文台60/90厘米施密特望远镜发现了一颗潜在危险小行星，这是我国发现的第一颗近地小行星。其轨道与地球轨道的最近距离是0.0001天文单位（约15000千米），是当时的96颗潜在危险小行星中第三颗离地球这么近的。尽管如此，它在今后相当长的时间内（至少在我们的有生之年）不会对地球构成真正的威胁。这颗小行星被发现后引起国际小行星观测者的极大关注，不仅成为当年被观测次数最多的小行星，也是有史以来被观测最多的暂定编号（1997-BR）小行星之一。捷克天文学家对它的测光观测得到其自转周期为33小时。
1997年12月6日，美国亚利桑那大学空间观测组的天文学家金·斯科梯在观测中发现了一颗前人未知的小行星。随后，根据日本的天文爱好者和其他学者提供的1998年3月的最新观察数据进行了计算之后，哈佛中心宣布：这颗直径为1.609公里，最新被命名为1997XF11的小行星，正在以7.24万公里/小时的速度朝着地球方向飞来。它将在2028年，在离地球仅48290千米处掠过。以上消息公布之后，在全世界引起一阵轰动。据美国洛斯·阿拉莫斯研究所天文学家的计算，如果这颗小行星与地球正面相撞，其能量将高达3000万兆吨梯恩梯，相当于在地球上空投掷了2000万枚类似轰炸广岛级的原子弹。如果小行星与地球的海洋部分相撞，将产生数百米的海啸。这将会淹没全世界所有的海边城市。如果它与地球的陆地部分相撞，将产生一个直径为48千米的陨石坑。大量土石被抛上天空，使得在地球上有数周乃至数月不见天日。
以上消息在全世界引起了一阵研究小行星的狂热。美国国家航天航空局的喷气推进实验室的天文学家仔细地重新查阅了1990年的相片底片，终于找到了XF11的踪迹。按照它在8年前的位置和今天的数据，最后得出的结果，即XF11在2028年与地球的最近距离是96.54万公里。因此，小行星XF11与地球相撞的可能性等于“零”。
8.2126年8月14日会不会成为世界末日
“2126年8月14日，世界末日？”
这是马萨诸塞州剑桥哈佛-史密斯天体物理学中心天文学家和国际天文学联合会的天文电报中心处主任布莱恩·马斯登1993年一篇文章中的开头，他提出了斯韦夫特-塔托勒（Swift-Tuttle）彗星有一天将会与地球相撞的可能性。这一预言后来收回了，但这个故事具有代表性，它说明，确定远在太阳系外空的小物体的长期运动位置是一件令人害怕的问题。科学家们在面对这类问题时出现疑虑。
Swift-Tuttle彗星是近地球天体，也是其中最大的一个，直径约10公里，它的轨道相交叉于地球轨道。马斯登1973年认为，1862年看到的彗星可能与耶稣会传教士伊格拉提斯·科格勒报告的相同，后者1937年在中国北京观察到这个物体。马斯登预言这一巧合的物体是基于这样的想法，即该彗星的喷发物在其绕太阳运行的途中一旦激活起来，就能使彗星轻微地改变其轨道。果真如此，马斯登推测，这颗彗星1992年底到达，将它的运动周期预定130年。
这颗丢失的彗星是日本业余天文学家Tsuruhiko Kiu-chi1992年9月26日在Big Dipper是座中找到的，马斯登是正确的，只不过这颗彗星最接近太阳的时日差了17天，它离地球最近处是在17700万公里上空。在新近观察的基础上，马斯登对这颗彗星进行了另外的计算，他注意到下一个近日点（距太阳的最近点）将是在2126年8月14日。不过，假定这颗彗星下次闯入太阳系内部时仅离这一标准15天，马斯登测定，这颗彗星和地球将在十分相同的时间交叉它们的运行轨道。不必说，这一结果将导致全球性的灾难。
马斯登继续修正这颗彗星的轨道，它寻找到越来越多的记录它的参考资料，这些记录差不多倒回了2000年（包括公元188年的一件，也许是公元前69年的一件）。他最终发现，Swift-Tuttlle彗星轨道有些稳定，当下一次进入太阳系内层时，它将在距地球约24，135，000公里的地方安全经过。马斯登的轨道计算还确认Switf-Tuttlle彗星3044年会在离地球几百万公里的地方运行，我们仅能够希望到那时人类将旁观其他世界处在这样的撞击事件中，或已找出了能消除这类问题的有效手段。
