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行星科学

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小行星坠毁将破坏臭氧层

11 Oct 2010
艺术家对小行星撞击海洋的印象

美国研究人员小组表示,中型小行星撞击海洋可能会在许多年内大大消耗臭氧层。这种破坏会使表面暴露在紫外线辐射下,其强度比目前地球上记录的任何物质高三倍。

而大型小行星,例如15 直径为100毫米的中型小行星因其破坏力而臭名昭著,与恐龙灭绝有关。 m and 1 公里,也有可能对生物圈造成全球性破坏。常规模型集中于中型海洋罢工,分析海啸等直接影响,或由于大量尘埃喷射到大气中而引起的气候变化。现在,由美国亚利桑那州行星科学研究所的Elisabetta Pierazzo领导的一组研究人员是第一个模拟中型小行星海洋撞击对臭氧层影响的模型。

Pierazzo和她的同事们设想了两种不同的中纬度影响情景的后果:500 直径为m的小行星,其中一个为1 km, both hitting a 4 km deep ocean at 18 km s–1。使用3D冲击物理模型,发现4.4 × 1012 kg and 4.2 × 1013 千克水,液体和蒸气的混合物,将被喷出1000 在每种情况下,都必须排入大气然后考虑到诸如入射紫外线辐射,极光过程和离子阻力等因素,使用一个单独的模型预测水对大气化学和动力学的影响。

注入氯和溴

“You’不只是注入水,你’再注入海水,其中包括氯和溴等元素。这些会导致臭氧变得非常活泼,并因其存在而被破坏,” Pierazzo told physicsworld.com.

运行该模型以模拟撞击后数年,结果表明臭氧层受到了严重的长期破坏。对于更大的影响,研究小组发现:在中高纬度地区,臭氧消耗在两年多的时间内将达到70%以上;一年多来,全球范围内的消耗将超过50%;两个半球在3.5的持续臭氧消耗量将超过40% years. “其效果可与最近由氟氯化碳引起的臭氧消耗相当。除了不是局限于极地地区,它是全球性的,我们’d到处都可以看到它:高低纬度,” Pierazzo explained.

带臭氧层’由于阻止有害的紫外线辐射的能力受损,生物圈将受到严重影响;植物生长和分子DNA的变化都是可能的后果。粮食生产也可能受到不利影响;根据CFC臭氧空洞进行的估算表明,臭氧下降16%可能会导致海洋浮游植物水平下降5%,从而产生使渔业产量降低7%或7的连锁效应。 million 每年鱼吨。

直接危险

人类也将遭受直接危险。通常会导致晒伤的紫外线强度是根据国际紫外线指数(UVI)进行测量的。辐射达到值11时分类为“extreme”并可能在几分钟内导致晒伤。在阿根廷安第斯山脉的阿纳卡马河Puna上,有史以来最高的UVI得分是20;皮耶拉佐’s模型预测,在最初的两年中,纬度为70时,广泛的UVI值将超过20°,在大约27的UVI达到峰值 °N after the 1 km impact.

这些发现增加了先前研究已经模拟出的直接效果,从而使人们对中型小行星海洋袭击的后果有了更全面的了解。“以及这项工作中概述的效果,1 撞到海洋的公里小行星将以多达50,000的能量撞击 百万吨的TNT。它将在水中打开一个火山口超过15 公里宽,产生了一个潮汐,其峰值高度接近40 m,”伦敦帝国学院的地球物理学家乔安娜·摩根(Joanna Morgan)告诉 physicsworld.com.

但是,此类事件可能很少见。“A 1 在记录的人类历史上,没有发生过km km小行星撞击的事件。但是,这样的事件被认为发生在地球上’s past, probably with a frequency of roughly once every 百万 years or so,”女王近地小行星研究员艾伦·菲茨西蒙斯(Alan Fitzsimmons)解释说’的贝尔法斯特大学。

研究结果发表在 地球与行星科学快报 (doi:10.1016 / j.epsl.2010.08.036)。

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