陨石撞击
在幻想文学中，陨石通常是魔法武器的来源，但实际上它们经常造成巨大的伤害——除了它们没有特殊元素，而且它们的破坏力很简单:碰撞。
所谓的陨石只不过是当外星物体撞击地球时，未被大气摩擦“消化”的残余物质。与直觉和容易想到的不同，陨石撞击事件的破坏力实际上远不止是一次“撞击”。天体撞击事件对地球系统的影响甚至可以持续数百年、数万年甚至数百万年。尽管直接碰撞带来的破坏力“简单而粗糙”，但它仍然是一种外科手术式的机械打击。长期以来由天体撞击造成的环境灾难是一部“积极的电影”。
猜猜这么大的小行星会带来什么影响？资料来源:www.killerasteroids.org
在这篇文章中，让我们先看看陨石攻击是如何实现它们的“每秒伤害”的。根据这些原则，我们将从小到大排列陨石撞击的破坏力，看看它们能对地球做什么:从天空中最小的火球；到一个更大的，足以摧毁一个城市水平的影响；然后是更大的，比如白垩纪末期恐龙的灭绝。当然，在一天结束的时候，仍然有一个大家都喜欢的标准结局——毁灭地球。
当我们谈论陨石撞击时，我们最容易想到直接撞击。显然，撞击带来的能量由两个因素决定:陨石本身的重量和速度。
质量本身是体积和比重的乘积。研究实际陨石撞击物体的一个优点是它们有一个比重上限。正如前面的文章中已经提到的，大多数常见的陨石要么是早期的小质量小行星，不能引起比重分化，要么是大质量的原行星，可以在内部长时间保持熔融状态，以便进行全比重分化。在所有这些大大小小的天体中，最重的物质自然以完全比例分化的方式被分成大型原行星最深处的铁核心——铁陨石的“前身”。因此，如果我们考虑最严重的情况，我们不妨假设陨石撞击物体的比例为上限。这样，所谓的质量问题实际上就简化为一个简单的体积问题。
另一方面，速度。陨石撞击天体的速度有多快？老实说，估计不容易。这些天体最初扰动的原因是不同的。此外，即使初始速度相同，它在朝向地球的轨道上也可能会受到各种不可预测的中途干扰，例如它是否靠近一颗过大的行星并因此受到重力加速度？例如，你经历过多次碰撞和动量交换吗？这些都是未知的问题。
然而，仅考虑“坠入地球”的结果，速度也有一个上限:11.2公里/秒。在太阳系的尺度上，地球和陨石可以完全被视为粒子。因此，除了少数陨石瞄准地面没有区别的情况外，几乎所有落在地球上的其他陨石都被捕获，偏离轨道，并被地球引力场一点一点地吸下去。“可以被地球引力场捕获”自然带来了一个潜台词，即这些小天体的速度上限不能超过第二宇宙的速度(这与从地球发射探测器正好相反)。因为一旦它们超过这个速度，它们就可以忽略地球引力圈的吸引力，直接通过。
你不妨将比重和速度设定为它们各自的上限。这样，变量只是小天体的体积。这与我们的直觉一致，即撞击物体的大小是决定撞击破坏力的最直接因素。
然而，天体撞击造成的实际危害远远不止简单的直接撞击。即使一座城市被摧毁，一座山顶被夷为平地，如果只考虑这些机械力，对地球的生态系统来说，这只会是一件“痛苦的事情”，不会影响到根本原因。它们对地球系统构成的真正威胁在于它们引发的各种次级效应。这就像一支毒箭。虽然射箭时会有血肉之痛，但更可怕的是毒液会渗入身体，慢慢地导致系统失去内部的紊乱，然后完全崩溃。
间接引发的严重灾害和对地球环境的干扰往往表现为生物圈中的大规模灭绝事件。谈到灭绝，陨石和羽流是最著名的“两个凶手”(也有一些次要的凶手，如海平面上升和下降)。
地幔柱是地球历史上那些超大熔岩场——“大火成岩省”的幕后推手。这个大规模的火成省对环境的彻底破坏远非其数十万平方公里的“岩浆海”所“烘烤”的。他们真正担心的是，他们正在很短的时间内从地球深处向大气中释放大量有毒气体。
当大量的二氧化碳和甲烷被注入大气层时，温室效应将在短时间内增加，地球将进入一个没有冬天的年份，气候将变得混乱，生物将死亡。当大量的二氧化硫被注入大气时，它会与水结合形成气溶胶，注入地球的太阳光会被强烈反射。地球将进入没有夏天的一年，气候将会混乱，生物将会死亡。大火成岩省对心脏的滥用在于它甚至可以将温室效应和冷室效应这两个方面结合起来，并且经常在没有夏天的一年和没有冬天的一年之间随意切换。即使能适应温室，你也会冻死；即使你能适应寒冷的房间，它也会把你热死。因此，历史上最大的大火成岩省西伯利亚地堑有资格在二叠纪末期消灭地球上95%以上的物种。
陨石撞击事件可以成为地幔柱的杀手，正是因为这些事情不仅可以通过地幔柱来完成，也可以通过大型陨石撞击事件来完成。
你可能会问陨石是如何带来气体的？陨石不会带来气体。然而，它可以蒸发大量固化在地球表面(岩石圈和水圈)的气体，并在短时间内释放到大气中，从而达到同样的效果。
让我们来看看二氧化碳，最著名的温室气体。我们知道，全球碳储存在所有圈子中是高度平衡的。绿色植物通过二氧化碳合成有机物质，并从大气进入生物圈。有机物在有机体之间一层一层地运输，并在死亡后继续分解成无机CO2。二氧化碳可以溶解在水中并固定，然后从生物圈进入水圈，然后通过石灰石的沉积进入岩石圈。在被固定到岩石圈之后，多余的二氧化碳被板块构造带回到地球内部，而地球内部多余的碳则从火山口喷射出来...长期以来，地球的碳循环已经达到了各层之间的动态平衡。
好了，现在一颗陨石击中了天体。如果它撞击海洋，巨大的能量将蒸发海水并分解石灰石。已经固定在水圈和岩石圈中的二氧化碳会突然溢出到大气中，远远超过后者所能携带的平衡极限，从而形成一种类似于大火成岩省的功能——使地表环境超负荷进入一个大温室。
至于冷室效应，陨石撞击也能做到。它不是反射阳光吗？火山灰和硫酸气溶胶能做什么，难道在陨石撞击期间大量悬浮尘埃不能溅到平流层吗？
这基本上是陨石撞击造成的所有伤害。为了更直观地了解它们，接下来我将把撞击分成五个级别，即绘制一般火球的级别、开始撞击突出陨石坑的级别、PHO级别、导致生物灭绝的级别以及初始大撞击的级别。
陨石撞击造成的破坏等级是1。通常看到的火球水平
如果在过去两天里火球的表面强度比金星稍大，它可能会在地面上留下无尽的陨石痕迹(当然，这也取决于陨石的成分)。一般来说，铁陨石是最难燃烧或肢解的)。但是在这种情况下，陨石撞击的物质一般很小。要问这些可能比鹅卵石小的天体从小行星带甚至柯伊伯带飞出，然后落在地球上撞到人的概率有多大……我认为这个问题只取决于角色。至于其他危险，可能还是有的。例如，当我有幸在晚上看到这些火球时，我兴奋地踢倒了望远镜或照相机的三脚架。这种事件对脆弱的光学仪器来说也是非常危险的。
风险因素:低。这可能会对呼吸强度太低而无法保存的人以及观看星星时使用的仪器造成危险。
第二，撞击地球表面重要陨石坑的程度
如果体积稍微大一点，比如直径几米甚至几十米的小天体，后果就会逐渐显现出来。最近的一次无疑是2013年在俄罗斯车里雅宾斯克发生的小行星撞击。据说造成碰撞的天体直径约为10米。相关的目击者视频和描述可以很容易地在互联网上找到，并且可以直观地感受到力量的大小。
今天，地球上保存最完好的陨石地貌，美国的巴林杰陨石坑，可以被认为是人们了解陨石撞击最直观的窗口。它的直径约为1200米，深度可达170米。由于陨石撞击点恰好是美国西部的一片贫瘠的沙漠，在漫长的历史中，一个完整的圆形陨石撞击坑可以形成并清晰地保存下来，而不会被植被覆盖或被人为破坏。科学家估计造成陨石坑的撞击直径可能约为50米。
风险因素:高。有两个非常直观的例子，我们应该能够直观地感受到陨石撞击的破坏力从十几米到几十米。
PHO水平
真正现实的天体撞击的威胁从这个层面开始。所谓的PHO，或潜在危险物体，潜在地威胁着天体。根据美国国家空间学会(NSS)的定义，PHO天体的下限直径约为100-150米，离地球最近的距离小于0.05天文单位(AU，1AU=7500000公里)。无论是撞击陆地还是冲进海洋形成海啸，这种程度的破坏力足以对人类现有的生存空间造成区域性的破坏性影响。这一级别的天体“数量和危害都不小”，因此它们是各国相关机构的主要监测对象。幸运的是，最近的人类文明还没有遭受一次打击。
风险因素:非常高。一旦发生冲击，人类文明将会产生区域性的破坏效应，但这不会使整个世界无法生存。
四、足以引起大规模灭绝的程度
陨石撞击在这一水平上最可能的例子是我们所熟悉的恐龙灭绝。
起初，人们只在地层中发现了恐龙和其他化石的灭绝记录。至于如何导致它们灭绝，我不知道。20世纪80年代，物理学家luis alvarez发现，在有消光信息的地层中，铱(Ir)的含量远远高于地表环境的正常值，甚至高出数十倍甚至数百倍。由于铱是高度嗜铁的，它会沉入行星的深处，并与铁一起积聚在行星分化的核心中，所以这一现象可以完美地解释灭绝的原因——因此阿尔瓦雷斯把铁陨石带进了人们的视野。毕竟，地球自身的原子核不可能浮出水面。谁能把这么多的铱洒到表层沉积物中？当然，唯一的选择是撞击地球表面的铁陨石——曾经逝去的外行星的核心。
然而，随着白垩纪灭绝研究的深入，更多的证据链被发现。上世纪70年代，在墨西哥希克苏鲁博的一次油气田勘探中，人们意外地发现了一个神秘的环形地貌。因为这种环形地貌的发展仅仅是在6500万年前(恐龙灭绝的时代)；此外，在环形区域还发现了只能由撞击事件形成的超高压物质。科学家普遍认为，希克苏鲁博陨石坑可能是导致白垩纪灭绝的天体撞击的遗迹。陨石坑的平均直径约为180公里，后来估计是由直径50公里的陨石撞击物质造成的。
风险因素:极高。一旦这样一个天体被摧毁，整个生物圈就等待着美丽的灭绝，但生物圈本身不能消失。毕竟，每次灭绝之后，生物圈总是会进化成更复杂的“新姿态”。
五、大冲击水平的开始
好吧，让我们把脑洞放大一点。如果现在撞击地球的是火星大小的天体呢？这不是一颗“小行星”。这一次，目标已经是一个高度成熟的星球。是的，这正是我们之前多次介绍的巨大撞击，科学家认为这是地球46亿年历史开始的第一步。当时，一颗名为“忒伊亚”的火星大小的原行星撞上了原始地球，两颗行星的外壳和地幔完全破裂，碎片冲入太空，最后融合到月球上。Teia的核心深深地沉入地球，并与地球的核心融合，形成了地球更大的核心。
危险系数:讨论危险系数不再有意义。如果这种情况再次发生，生物圈应该会完全消失(但地球仍然会存活)。如果人类不能成功地飞向宇宙，他们将不得不从自己身上寻求更多的祝福。
最后一个悬而未决的问题是:它能更大吗？如果即将到来的天体有木星那么大，甚至有太阳那么大(包括膨胀)？这个时候会发生什么？
我不妨用物理学家理查德·费曼的话来结束:“我必须在某个地方停下来，我会留给你一些想象的东西。”
我就说这些。至于其余的，就由你来想象了。