它不会是一个典型的航
总有一天,菜叶说说,也许会有一艘宇宙飞船等待被召唤到发射台,即使它的建造者祈祷它永远不会飞。
它不会是一个典型的航天器,配备了尽可能多的工程师可以塞进去的高科技仪器,它也不会被设计成能够揭开一个科学之谜。
取而代之的是,它将被分配一项更加严峻的任务:偏转一颗正在撞击地球的小行星。
目前没有这样的小行星,尽管科学家们正在追踪 27,000 多块在地球附近空间晃动的岩石。
但他们称之为行星防御领域的专家知道,正是这样的一个物体杀死了大多数恐龙,他们决心确保人类不会遇到同样的命运。
解决方案?轻推任何有威胁的小行星即可避免碰撞。
现在,一艘行星防御航天器在加利福尼亚的范登堡太空部队基地,等待 11 月 24 日早些时候(当地时间 11 月 23 日下旬)的首次发射机会。
该任务,即美国宇航局的双小行星重定向测试或 DART,注定要在太空中度过不到一年的时间,并通过撞击一颗名为 Didymos 的小行星的小卫星进行惊人的退出。
如果一切顺利,它将为行星防御专家提供第一个关于偏转太空岩石的真实数据。
有不止一种方法可以偏转小行星,但 DART 正在测试动能撞击器技术——一种奇特的说法,如果你用足够大的物体以足够快的速度正面撞击一颗绕轨道运行的小行星,小行星的轨道就会改变。
DART 会将其 1,210 磅(550 公斤)的重量全部撞击到一个名为 Dimorphos 的物体上,这是一个围绕其母小行星 Didymos 运行的小卫星。
科学家们认为,系统中的两种岩石都是近地小行星、石质或 S 型小行星中最常见的一种。
在 2,560 英尺(780 米)处,Didymos 大约与一座特别高大的摩天大楼一样宽;
Dimorphos 更像是埃及大金字塔的大小,大约有 530 英尺(160 m)宽。
对于行星防御专家来说,这个大小特别诱人,他们将小行星分为三类。
最大的,超过 3,300 英尺(1,000 米)宽,可能造成最大的破坏,但它们也是最容易找到的。
最小的小行星还不足以造成太大的破坏。
有些甚至无法在穿越地球大气层的跋涉中幸存下来。
中间类别的岩石超过 460 英尺(140 米)但小于 3,300 英尺——这正是行星防御专家所担心的。
这些小行星比最大的小行星更难发现,但如果一颗小行星撞击地球,仍可能造成区域性破坏。
Dimorphos 完美匹配这个尺寸。
DART 团队还想瞄准围绕更大小行星运行的小卫星,而不是围绕太阳运行的小行星。
这种选择部分是为了方便,部分是出于谨慎。
一颗小行星可能每隔几年绕轨道运行一次,而 Dimorphos 每 12 小时左右绕 Didymos 运行一次。
DART 团队预计撞击可能会缩短 10 分钟左右的节奏——这一差异与 12 小时轨道相比更为明显,并且可以更快地计时。
DART 的观测将成为第一个真实世界的数据,这些数据可以被输入到模型中,这些数据会告诉他们航天器有多大,有多快可能足以抵御小行星。
行星防御界的科学家们很快注意到,没有人可以转移未被发现的威胁,地球人的预警时间越长,我们的情况就会越好。
警告时间对于像 DART 的动能撞击器这样的方法至关重要,因为小行星轨道的预期变化相当小,因此小行星需要绕太阳运行几圈才能建立与其原始位置与地球撞击的差异。
Chabot 指出,有了足够的警告,更多的可能性就会出现——比如派遣航天器来侦察威胁并磨练偏转任务。
科学家们只能从地球上了解任何给定的太空岩石:它的轨道、一个模糊的尺寸估计,或者它的形状和成分的模糊概念。
所有这些因素都会影响最佳行星防御任务的设计。
二叠纪-三叠纪灭绝(2.52亿年前)后,全球范围内都有真菌大量繁殖的记录,但在恐龙灭绝后,只在新西兰的一个地点有记录。
美国巴尔的摩约翰斯·霍普金斯大学彭博公共卫生学院的研究人员Rosanna P.Baker和Arturo Casadevall想要调查这种后来的真菌爆发是否也是一种全球现象。
寻找古代孢子两人分析了从科罗拉多州和北达科他州保存良好的地质遗址采集的沉积样本。
他们考察了晚白垩纪、白垩纪-古近纪边界以及早古新世的材料。
为了提高发现古老真菌孢子的机会,贝克和卡萨德瓦尔采用了更温和、无酸性的制备技术,而非传统的处理方法,后者能去除脆弱或较小的孢子。
研究人员在他们调查的三个地点发现了真菌爆炸。
具体来说,他们报告称,在小行星撞击前大约3万到1万年,真菌大发已经开始。
他们认为这可能与现今印度地区德干陷阱火山大规模喷发期间的气候冷却有关。
那颗消灭恐龙的小行星可能引发了全球真菌大流行鲍林坑段有真菌刺。
(A)左侧的照片显示了岩石地层学,K/Pg边界由黄色虚线表示,与每个样品中真菌形态在总微化石计数中所占百分比的柱状图(右侧)对齐。
(B)三种真菌穗中最丰富的真菌形态类型的代表性图像。
研究作者在论文中写道:“晚白垩纪真菌繁殖事件与德干火山活动的时间关联表明,生态动荡发生在波利斯撞击前数万年,可能促成了白垩纪-古近纪灭绝事件。
”然后,小行星撞击后,真菌活动出现了更显著的激增。
“我们的结果证实了K/Pg边界出现真菌激增,支持了这一假设:这次大规模灭绝,就像标志着二叠纪末期的那次灭绝一样,随后是全球范围内真菌活动增加的时期。
”真菌盛宴科学家们认为,这两种真菌爆发的主要驱动力是大量死去的有机物积累。
首次花期,由于大量二氧化硫和灰烬喷射到大气中,导致的快速气候变化很可能扰乱了陆地植物生态系统。
作为自然的循环利用者,真菌会在突然大量死去的有机物中繁衍。
同样的过程将在小行星撞击后以更大尺度发生,该撞击使地球陷入全球撞击冬季,留下更多腐朽物质。
由欧洲航天局领导的卫星任务帮助科学家追踪了这一剧烈变化,揭示了地球深处内部可能比之前认为的更不稳定和更具动态性。
几十年来,科学家们一直认为他们对液态金属在地球外核内部的运动有合理的理解。
埋藏在地表下约2200公里的巨大熔融铁层似乎遵循相对稳定的长期模式。
然后情况发生了变化。
2010年,赤道太平洋下方一大片富含铁的流体区突然改变了航向。
水流没有继续向西流动,反而突然加速向东流动。
研究人员仍不完全清楚其具体原因,但新分析的卫星和地面观测现提供了迄今为止最清晰的地球中心隐藏动态之一。
卫星揭示了地球深处隐藏的转变这项发表在《地球深部内部研究杂志》上的新研究,分析了1997年至2025年间收集的磁场数据。
科学家们结合了地面站的观测数据与多个卫星任务的测量数据,包括欧洲航天局的Swarm和CryoSat,以及德国CHAMP任务和Ørsted卫星的数据。
这些任务使研究人员能够监测地球磁场的细微变化,这种磁场是由外核中导电熔融铁的运动产生的。
通过研究这些变化,科学家们重建了地球核心与地幔边界处的流动模式。
该分析揭示了太平洋的意外逆转。
研究发现,2010年,太平洋地区从微弱向西移动转为强烈向东移动,挑战了此前外核在长期内表现大致稳定且可预测的假设。
地球的磁场屏蔽依赖于这种流动地球的磁场之所以存在,是因为液体外核内部不断运动。
当熔融铁环绕固体内核时,形成了地球的地质发电机——负责产生环绕地球的磁场的过程。
这种磁场屏蔽在保护地球免受来自太阳的带电粒子影响中起着关键作用。
没有它,地球的大气层和技术系统将更加容易受到有害太阳辐射的影响。
尽管新观测到的逆转对人类和气候没有威胁,科学家表示理解这些内部变化极为重要。
磁场在不断演变。
即使是渐进的变化,也会影响导航系统、航天器操作以及用于预测近地空间天气的模型。
群聚卫星提供了关键线索ESA的三颗Swarm卫星于2013年发射,专为以极高的精度绘制地球磁场而设计。
它们的高灵敏度磁力计能够将来自核心深处的信号与地壳、海洋、电离层和磁层产生的磁效应区分开来。
由于卫星运行在精心协调的轨道上,研究人员能够追踪磁场模式随时间演变的过程。
这些观测帮助科学家不仅识别了太平洋反转本身,还发现了后续的扰动,包括2017年的地磁震动,即地球磁场行为的快速变化。
据欧洲航天局Swarm任务经理Anja Stromme介绍,Swarm的长期数据集尤为宝贵,因为它提供了多年持续的全球覆盖,而不仅仅是依赖分散的地面观测站。
这种持续监测使研究人员能够观察2010年反转后岩心动力学的变化,并跟踪东流随时间演变。
科学家认为这种逆转可能已经开始减弱主要研究作者弗雷德里克·达尔·马德森表示,这一突如其来的反转引发了关于地球深层内部行为的重大新问题。
研究人员目前正试图确定该事件是暂时波动、反复振荡的一部分,还是核心内新稳定环流模式的开始。
有趣的是,团队的模型表明,自2020年左右以来,太平洋下方强劲的东流已经减弱。
卫星数据还揭示了快速变化的流动结构和波状加速度,这些在较旧或噪声较大的数据集中可能未被检测到。
这些发现暗示地球核心可能经历的短期区域变异远超科学家此前的认知。
弗雷德里克·达尔·马德森还指出,太平洋流动反转的时间与地球内核通过大地测量和地震学研究推断出的变化相吻合。
研究人员现在怀疑,多个深地层发生的过程之间可能存在联系。
深地球可能比预期更紧密相连参与该研究的科学家表示,这些发现可能会重塑研究人员对地球外核、内核和下地幔相互作用的看法。
欧洲航天局群组任务科学家伊丽莎白塔·约尔菲达解释说,太平洋逆转挑战了长期以来“西向环流稳定主导外核”这一观点。
相反,研究表明,重大地区变化可能在短短十年内迅速出现。
这种可能性尤为重要,因为地核与地幔之间的边界被认为是决定深地球动力学的最关键区域之一。
理解这些层次如何相互影响,有助于科学家构建更准确的地球内部演化模型。
为什么这很重要这一发现凸显了科学家们对隐藏在地表动的金属海洋知之甚少。
曾经看似相对稳定的系统,实际上可能能够快速且出乎意料地进行重组。
得益于像Swarm这样的长期卫星任务,研究人员现在可以近乎实时地监测地球的磁引擎,捕捉到以前难以察觉的细微变化。
随着科学家们致力于了解地球磁场的演化以及行星内部深层过程之间的相互联系,这些观测变得越来越重要。
太平洋的逆转最终可能只是暂时的。
或者它可能表明地球核心的运作方式比研究人员曾经想象的更加多变和复杂。
无论哪种情况,这一事件都为我们地球上最难到达的地区之一打开了一扇新的窗口。