克拉克·查普曼(Clark R.Chapman)是位于美国科罗拉多州西南研究所的行星科学家,主要从事太阳系小天体,包括小行星、彗星、卫星系统以及水星的研究,也是世界上第一批关注小行星和彗星撞击地球的研究人员。20年多年来,他一直乐此不彼地对小行星撞击地球的可能性进行了精细的计算,并把它和日常生活中的一些危险相比较。为了让读者对小行星的构造及可能对地球产生的威胁有一个全面了解《,发现》杂志记者凯西·斯维迪尔(Kathy A.Svitil)专程采访了查普曼,以下是他和查普曼之间的对话。

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  斯维迪尔:对人类而言,了解小行星的构成有什么重要意义?
  查普曼:从科学研究方面来讲,小行星上的矿物和组分,较多的保留了太阳系最早期的信息。由这类小天体组成原始星云,其中就孕育了太阳系的行星系统。如果将来人们想开发小行星上的矿产资源(比如开矿),那么人们必须了解到,小行星和大块金属是有很大差别的。大块的金属很难加工,也很难做其他的处理;而小行星则不同,小行星的岩石中包裹了大量的水,经过一定的加工,这些水资源就可以被人类利用。比如说,我们要把人类送上火星。这是从实际应用方面来讲。
  斯维迪尔:通过对行星的研究,不是同样可以得到这方面的知识吗?
  查普曼:行星在其诞生之后,经过了剧烈的演化,其中包括引力、热效应、化学反应等一系列过程。以地球为例,通过研究,我们可以得知几百万年来地球的演化过程。但是,对于十几亿年前的情形,我们了解的就很少。相对而言,对小行星和彗星的研究,优点就在于它们的演化程度很小。
  斯维迪尔:人们关注太阳系小天体,是否有其他的考虑?
  查普曼:如果一颗体积很小的小行星撞击地球,很可能会导致人类文明的终结。这并不是危言耸听。高楼大厦往往毁于白蚁的“咀嚼”,而小行星完全可以对地球、对人类产生重大的影响。
  斯维迪尔:对于有可能撞击地球的近地小行星,人们对此是否已经有了通盘的掌握?
  查普曼:我们搜索了所有直径大于5公里的近地小行星。对于直径在1公里和5公里之间的近地小行星,我们的研究项目大概能涵盖其中的三分之二。1998年,美国国会和美国航空航天局(NASA)批准了一项研究计划。该计划准备用10年的时间,来搜寻百分之九十的近地小行星。个头愈小的小行星,探测的难度会更大,但此类小行星的实际数量也会更多。目前,类似于人们居住的房子般大小的小行星,我们还没有能力探测到。

克拉克·查普曼摄于西南研究所

克拉克·查普曼摄于西南研究所

  斯维迪尔:类似于房子般大小的小天体,会对地球造成什么危害?
  查普曼:这取决于那幢“房子”究竟有多大。2006年,我妻子和我参观了北卡罗莱纳州比尔特莫(Biltmore)的故居。在那里有北美最大的房子,其中一幢房子就有250个房间。如果这般大的小天体撞击地球,能够穿越大气层撞击地面,形成很大的撞击坑,会对地球造成很严重的危害。相反,如果小天体的体积像我住的房子那般大,几乎不可能穿越大气层对地球产生影响。小天体在穿越大气层过程中因高温逐渐烧融,在地球的高空发生爆炸并发出耀眼的光芒。残存的物质跌落到地球上,就形成了陨石。
  斯维迪尔:还要多久才能找到剩余的那些直径大于1公里的小行星呢?
  查普曼:我的一些同事相信,到2008年大概可以搜索到其中的百分之九十。另一部分人则估计,要到2020年才能达到预定的目标。如果我们建造了更大的天文望远镜,则另当别论。就我个人而言,很难说出具体的时间。有许多小行星位于地球和太阳之间,因而它们很难被探测到。现在出现了非常滑稽的一幕:当我们发现一颗又一颗小行星后,对其运行轨道进行了测算,它们永远不可能撞击地球;而另外的一些小行星,我们可能永远都不知道它们的位置所在。根据目前对已发现的这些小行星运行轨迹的计算,我认为小天体撞击地球的危险程度在降低。
  斯维迪尔:为什么发现了更多的小行星,同时却意味着降低了撞击地球的危险程度呢?
  查普曼:我是这样考虑问题的:危险是客观存在的。小行星沿着固定的轨道在运行,在将来的某个时候,其中的一些小行星必然要和地球相撞;而其他的一些可能会撞到太阳上,并可能被抛出太阳系,也可能撞到金星上等等,不一而足。我们假设一种极端的情形,当人们搜索到所有的小行星,对它们的运行轨道进行了精确的计算,最后得到结论是,在未来的100年内,没有小行星会撞击地球。即使在上述假设的情况下,对于比100年更遥远的未来,对于我们漫长的过去,该怎样还是怎样,没什么影响。但是,从另一方面说,如果人们搜索到了所有的小行星,最终发现它们不会撞击地球,那么人们就有了百分之百的安全感。就我们现在的情形,如果我们能够搜索到百分之九十的小行星,并且确认它们不会撞击地球,那么人类可能受到危害的机会,就只有百分之十。
  斯维迪尔:如果现在有一颗小行星将要撞击地球,人们能做些什么?
  查普曼:假如是这样的话,在对此事件的研究过程中将会引起一些公共部门官员的注意。比如说NASA、美国国防部和相关的国际机构,以及可能会遭受其害的国家。然后就会启动民防系统或与此类似的相关措施。就像人们在飓风来临之前,会疏散撤离相关地域的居民,包括储藏大量的食物和医疗用品。但是,根据以往的经验,这种做法在飓风真正来临时,其作用是微乎其微。相对于突发事件,当然还有其他的办法,在面对行星撞击地球时,人们有一种釜底抽薪的办法,那就是从纯技术的角度来讲,人们有可能做到,让特定的一颗小行星偏离原来的轨道,从而解除它撞击地球的危险。但前提条件是我们应有足够的预警时间,并且采取了恰当的措施。
  斯维迪尔:2003年,霍普金斯大学的科学家向“爱神星”发射了“NEAR-苏梅克”号飞船,并成功着陆。因而我们有理由相信,人们能够通过向小行星发射火箭的方“苏梅克”号飞船接近“爱神星”模拟图式,人为的改变小行星的运行轨道。作为该项目的参与者,你本人对此次成功着陆是否感到意外?
  查普曼:着陆“爱神星”计划初时最大的担心来自NASA(当时NASA可能会终止该项目的执行)。就在“NEAR-苏梅克”号宇宙飞船开始着陆“爱神星”的当天,NASA当时的主管丹·戈尔丁(DanGoldin)坐在控制室内,一脸愁容,对该项目能否顺利实施并不乐观。我当时正和艺人迈尔斯·奥布赖恩(MilesO′Brien)接受CNN的电视采访,大家也是在谈论此事。当着陆开始后,我就到了隔壁的房间,和其他一些人在第一时间看到了卫星发回的照片。即使在此时,戈尔丁也不希望任何人对着陆做任何评价。

“ 苏梅克”号飞船接近“ 爱神星”模拟图

“ 苏梅克”号飞船接近“ 爱神星”模拟图

  斯维迪尔:戈尔丁是否担心一旦着陆失败,NASA将面临很大的压力?
  查普曼:我想是的。NASA对失败的担心过重了,戈尔丁对此更加看重。正是在他的主事下,NASA奉行了一套所谓“更快,更好,更便宜”的逻辑。其实,目的是为了让空间项目“更便宜”。他们也确实下发过指令,不要把着陆作为该项目的一部分。我就亲眼看到过一封NASA官员写的亲笔信,告知不要这么干。实际上,能够成功着陆的几率还是相当可观的。着陆时的速度仅相当于把它从1.5米的高度丢下来一样。虽然“NEAR-苏梅克”号没有专门的着陆设备,但它建造的很结实,完全可以承受着陆时的加速度和震荡。着陆的可行性是没有问题的,大概只有百分之五或百分之十的着陆失败的机率。着陆失败并不是说飞船被撞的粉身碎骨,或是被弹回太空,而是说其中的的电子仪器可能会出差错。总的来说,着陆成功的把握还是相当大的。
  斯维迪尔:您本人对小行星撞击地球的机率进行了科学的计算。根据您的计算,发生撞击事件的机率会有多大?
  查普曼:相对于你买彩票中了500万而言,你更有可能因为小行星撞击地球造成全球气候灾变而丢掉性命。相对于撞击事件,车祸有更大的机会要了你的小命。而对于我们日常生活中的一些危险,如吸烟、驾车、饥饿和战争给人们造成的危害,撞击事件发生的可能性是很小的。不过,人们普遍对一些可能性很小的事件表现出很大的忧虑。比如说,鲨鱼对人类的进攻;又比如说,就在我居住的地区,邻居们居然担心会遭到狮子的攻击。他们不知道,小行星撞击地球的可能性都比那要来的大,虽然地球遭遇小行星撞击的可能性已经是非常的小了。

艺术家描绘的小行星撞击地球的情景

艺术家描绘的小行星撞击地球的情景

  斯维迪尔:为什么人们对遭到狮子的攻击更加关注,而不是说更加担心出车祸?
  查普曼:人不是只会执行命令的计算机。他们有自己的情绪感受、对事物的判断和日常经验的积累。研究表明,某一些危险让人们感受到更加的害怕,主要是因为人们在这些危险面前束手无策。比如说对乘飞机旅行,人们就有这种束手无策的感觉。实际上乘飞机旅行是很安全的,反而是在去机场和离开机场的途中,危险性会更大。
  斯维迪尔:照您这么说,我们该怎样去重新思考我们对危险的认知呢?
  查普曼:作为人类社会而言,我们首先要认识和了解这些危险的存在,尽可能仔细的对它们进行筹划,这样就可以合理、平衡的分解这些危险。在这样的一个框架内,小行星撞击地球恐怕不会列入人们的考虑范围内。这也是我所忧虑的地方。撞击事件具有很多的偶然性,而我们现在又缺乏对类似事件的长期规划。你知道,人们是很难顾及数十年、数百年之后的事。
  斯维迪尔:这是否意味着,人们为撞击事件所做的准备很不充分?
  查普曼:是的。值得欣慰的是来自美国国会两党的议员,他们对此做了持续的关注。2005年国会通过了相关议案,标志着人们开始对可能的小行星撞击地球事件在做认真的考虑。所以,并不是说这件事情被人们完全忽略了。