陨石是太空中为数最多的石头,那么陨石能敲碎吗?
陨石是太空中为数最多的石头,那么陨石能敲碎吗?太阳系中随时都有无数小天体在运行,我们的地球总是有被这些小天体撞击的危险。幸运的是,由于大气层的保护,大多数撞击地球的小天体对我们没有威胁。但是大气阻挡不了巨大的小天体,它们很容易突破地球的“防线”,变成巨大的陨石砸在地球上。
虽然很少有人能亲眼目睹陨石是如何撞击地球的,但我们都可以从相关视频资料中看到,陨石撞击地球后,通常会剧烈爆炸,产生巨大的蘑菇云,整个场景就像核弹爆炸一样。
陨石撞击地球引起的爆炸,其实是陨石释放自身动能的现象。根据动能公式可知,物体的动能与其自身质量和速度密切相关,相对而言,速度对动能的影响更明显。
需要注意的是,这只是1kg质量的陨石的威力,那些在地球上造成灾难的陨石通常都是以吨来计算的,其中最引人注目的无疑是6500万年前杀死恐龙的陨石。据科学家推测,这颗陨石的总质量高达2万亿吨,其释放的能量大约是当年在广岛爆炸的核弹的100亿倍。
所以可以说陨石确实是石头,一般都是普通的石头。陨石撞击地球后会像核弹一样爆炸的原因是陨石质量大速度极高。
正常情况下,微观粒子之间的引力和斥力处于平衡状态,可以认为这些微观粒子的势能可以忽略不计,如果微观粒子之间的距离发生偏离,这些微观粒子的势能就会增加。我们可以看到,微观粒子之间的距离越近,它们之间的排斥力就越大,相应的势能也就越高。
相信大家都很熟悉微观粒子的动能。简单来说,物体的温度是由物体内部微观粒子的热运动强度决定的。也就是说,物体内部微观粒子的平均动能越高,物体的温度就越高。
陨石撞击地球时,一部分动能会以冲击波的形式释放出来,而另一部分会在后续的变形过程中转化为撞击区内所有物质,包括陨石本身和地球表面撞击区内的物质的内能,大大提高了其内部微观粒子的动能和势能。
微观粒子动能的提高相当于材料温度的提高。动能转换时,微观粒子的势能会在强斥力的作用下转化为微观粒子的动能,无疑会进一步提高材料温度。上述过程表现在宏观层面,即这颗撞击地球的陨石在极短的时间内释放出大量的能量,同时产生了炽热的高温。换句话说,这颗陨石像核弹一样爆炸了。
对了很多人认为陨石坠落过程中的“燃烧”是陨石与空气摩擦产生的热能造成的,但事实并非如此。事实上,高速运动的陨石会剧烈压缩面前的空气,导致陨石温度迅速上升。
其实这也是动能转化为内能的现象。对于一些结构松散的陨石,当其内部能量积累到自身结构无法承受的程度时,就会发生凌空爆炸。2013年2月15日拍摄的车里雅宾斯克陨石就是一个典型的例子。