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2007年時,南美洲秘魯的農地曾遭隕石擊出大洞,當時也造成當地民眾不小恐慌。 (法新社)

俄羅斯中部的的烏拉爾地區,上個月15日發生隕石雨,直徑17公尺、7千噸重的隕石,以每秒5點4萬公里的速度衝進大氣層,在地表30到50公里高空處爆裂,碎裂成千片小碎片砸中建築物,其中1塊墜入了切巴爾庫利湖,還砸出直徑8公尺的大洞。

科學家預估,爆炸釋放出的能量約是50萬噸黃色炸藥,差不多是廣島原爆的30倍威力。

隕石爆炸時引發的震波,震破了5千多棟建築物的玻璃窗,然而有的房子玻璃沒破,但屋內的玻璃罐、盤子卻都破了。短短幾秒間,隕石自我爆炸,建築物的反應也不盡相同,科學家開始用「摩擦燃燒」與「次聲波」等方式來解釋這些現象。

中央大學天文研究所教授陳文屏表示,當隕石掉進大氣後,會先與空氣產生劇烈摩擦,離地表越遠,大氣越稀薄;離地表越近,摩擦力越重,摩擦生熱後就開始燃燒,最後瞬間爆裂,在高空中像散彈槍一樣散射開。

爆炸後產生的震波震破了當地建築物的玻璃,有的連屋頂也被掀開。陳文屏指出,因震動的力量而產生的波都可統稱為震波,如果要具體舉例,那就有點像「掌風」;我們用手揮動空氣來熄滅蠟燭,就是用手擠壓空氣,空氣再產生一股力量把火熄滅。

萬一這股空氣來得很快,相對的壓力就很強;隕石爆裂時會推動氣體,以超音速的速度流動,四周會產生一股壓縮現象,這就是能量非常強的震波。

「爆炸時我們看得到光,聽得到聲響,而人耳聽不到的次聲波也很有威力」,陳文屏說,人耳能聽到的聲波頻率範圍是20赫茲至2萬赫茲,其中頻率低於20赫茲的稱為次聲波(infrasound)、高於2萬赫茲的稱為超音波(ultrasound)。

陳文屏指出,次聲波的頻率越低、波長越長,穿透力也越大;像是頻率低於1赫茲的次聲波,能傳到幾千以或上萬公里以外的地方,不像一般的聲波,被牆壁等障礙物擋到就穿透不了。

因此,當地有些房子的玻璃窗沒破,空氣進不去,震波還沒辦法破壞到的地方,次聲波卻能穿透牆壁、玻璃,把屋內的玻璃罐、盤子等較脆弱的物品給震破,只不過人耳聽不見,容意忽略到次聲波的存在罷了。

並且,每個物體都有屬於它固定的頻率,像敲碗的聲響跟敲鐘的聲響就不一樣,當頻率相近,物體會互相共振,甚至震破;隕石墜落所發出的次聲波,也會與被震破的玻璃產生共振效應。

隕石樣貌差異大,這塊剖面像牛軋糖的隕石是掉在美國德州。 (路透)

俄羅斯隕石碎片中傷千人,但也有隕石碎片愛好者,正忙著上網登廣告購買隕石碎片,還有民眾願意付30萬盧布(約台幣29萬元)購買,引發「淘隕石潮」。清華大學天文研究所教授張祥光說,「其實每天都有1百萬公噸的外太空物質,被地心引力吸引,掉進地球。」且隕石的主要成分多是矽與鐵,都是地球上看得到的元素。

張祥光表示,俄羅斯科學家分析這些隕石碎片,發現這些石塊的成分含橄欖石、亞硫酸鹽,約有10%是鐵。他還說,掉落在地球上的隕石大概分成兩類,不是矽酸鹽礦物組成的石隕石,就是鐵與鎳組成的鐵隕石,「這些元素地球都有,頂多就是元素分布的比例不一樣。」

張祥光說,這些來自外太空的物質,大部分的在進入到地表前,就跟大氣起作用,還來不及掉到地面,就在天空中燃燒殆盡,放射出光線,拉出長長的尾巴,這類稱為「流星」;而這次掉進俄羅斯的隕石,雖然它在墜落的途中有跟大氣起作用、爆炸燃燒,但最後它沒有被燒光,還碎成上千個石頭,掉到地表上,這種則稱為「隕石」。

另外,張祥光還說,像「極光」也是外太空物質進入地球後的一種自然現象。

他解釋,極光是地球周圍一種大規模放電的過程,來自外太空的帶電粒子在到達地球附近後,會受到地球磁場的吸引,順著地球的磁力線往南、北極跑。當這些粒子進入極地的高層大氣時,會與大氣中的原子、分子碰撞,產生光芒,形成極光。

高緯度容易中彈?「掉哪是隨機」

1908年6月30日俄羅斯通古斯加河附近的上空也發生過隕石爆炸事件,當時還焚毀了8千萬顆樹。這次俄羅斯烏拉爾地區又發生隕石墜落,不少人懷疑是否高緯度地區較容易「中彈」,對此清大天文研究所教授張祥光說,「地球有三分之二都是海洋,俄羅斯的國土又占陸地的八分之一,隕石掉到哪都是隨機。」

張祥光指出,直徑達十多公尺大的隕石墜落事件很少發生,發生頻率約是每一百年一次,最近兩次巨型的隕石墜落雖然都發生在俄羅斯,但並非是緯度比較高才比較容易「中彈」。

張祥光解釋,地球有三分之二是海洋,大部分掉落在海洋的隕石「我們較難察覺」,而且俄羅斯又占了全球陸地面積的八分之一,隕石墜落在那的運氣也比較高,並且隕石也很常掉在美國,都是因為占地較廣的關係。另外,隕石也曾墜落在低緯度的古巴。

隕石墜落跟原子彈爆炸都會發出次聲波,日前俄羅斯隕石墜落,位於全球60處的核爆監測網,有17個監測站都測到了次聲波反應。

中央大學天文研究所教授陳文屏表示,低頻的次聲波雖然人耳聽不到,但在自然界卻很常出現,像地震、火山爆發、隕星墜落及強烈的海浪,都會產生次聲波;而原子彈爆炸時的聲響也會產生次聲波,威力強大,還會傳播數千里遠。

陳文屏說,全面禁止核試驗組織(Comprehensive Nuclear Test Ban Treaty Organization, CTBTO)為了預防核武國家自行試爆原子彈,就利用原子彈爆炸會產生次聲波的原理,在格陵蘭島、南極洲、俄羅斯堪察加半島等地設置了60個監測站,並於2001年啟用了監測網,讓任何在大氣層內人為試爆的原子彈都不會被忽略。

陳文屏還說,上次監測到的大規模爆炸是在2009年,印尼蘇拉威西島上的超火星流。




 
 
 
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  1. Re: 新聞中的科學~隕石來襲!威震千里

    對於老師所介紹的科學,
    讓我更加了解隕石 ~~~~~~~
    隕石真的很危險 攻擊又大
    對隕石有了更大的了解
    Thank you ~~
    ^______________^

    [回覆] 張嘉雯 迴響於 03 四月, 2013 09:40

  2. Re: 新聞中的科學~隕石來襲!威震千里

    雖然聲波的課程已經過了但看見這篇文章燃起了興趣

    [回覆] 林俊良 迴響於 03 四月, 2013 09:41

  3. Re: 新聞中的科學~隕石來襲!威震千里

    這篇文章讓我了解到隕石的威力有多大
    以及聲波的認識
    謝謝~~~~~~~~~~

    [回覆] 莊硯文 迴響於 03 四月, 2013 09:46

  4. Re: 新聞中的科學~隕石來襲!威震千里

    希望此篇愈來愈多人來看

    [回覆] ㄎㄎ 迴響於 03 四月, 2013 09:48

  5. Re: 新聞中的科學~隕石來襲!威震千里

    這是一則悄悄話

    [回覆] 丁丁 迴響於 03 四月, 2013 11:29

  6. Re: 新聞中的科學~隕石來襲!威震千里

    老師
    原本我以為隕石
    外表好像只是一顆普通的石頭
    沒想到裡面竟是如此的漂亮
    而且威力無比~~~
    謝謝老師拉~~

    [回覆] 曉任 迴響於 03 四月, 2013 11:29

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