[圖文]河北「天外來冰」世界上唯一疑似隕冰樣本
6月14日5時許,河北任丘市北辛莊鄉東李各莊村還安靜地沉浸在睡夢之中。
突然,伴隨著一聲巨響,一個直徑90厘米左右的球狀冰塊,砸在了一戶村民的房頂上。十幾塊磚頓時被撞成碎塊,屋頂出現了一個直徑50厘米左右的大坑。四周的屋子跟著顫動。
此前的幾天,一次類似的「墜冰」事件,剛剛在承德豐寧的波東村發生過。
6月5日上午8時40分左右,正在地裡勞作的村民,突然聽到空中傳來響聲。只見一個白色物體從天而降,墜入旁邊的樹林。不久,又有兩塊白色物體飛落,砸在河灘和地裡。
降下的物體是冰塊。最小的直徑約30厘米,最大的兩塊將地面砸了一個逾20厘米深、直徑約75厘米的大坑。衛星雲圖和雷達圖表明,降冰時,當地幾百公里範圍內,沒有任何的雲層。
北京氣象台高級工程師張明英看過目擊者在豐寧降冰時拍下的照片,認為此次降冰「絕對是超越氣象條件的,排除了冰雹的可能。」
冰雹需要在強對流天氣的情況下才能產生。
一般情況下,冰雹來時,空中必須有積雨雲,還伴隨著雷雨大風。這時,空中的上升氣流會非常大,才有足夠的力量把冰雹托在空中,使冰雹反覆穿越在3000~4000米高空的零度層。冰雹個體逐漸加大,終於超過了上升氣流的承載,降落下來。
冰雹落到地面,一般是白色、不透明的,肉眼可以看出裡面有很多層的結構,這是它反覆穿越零度層的緣故。大的冰雹直徑可以達到10多厘米,小的可能僅有幾個毫米。
「這兩次降下的巨大冰球,按體積估計,重量就有好幾百公斤。空氣中得多強的氣流才能把如此沉重的東西舉起來?這是根本不可能的事情。」張明英說,在同一地區,產生冰雹的環境條件也都一樣,下冰雹時至少會降下一片,不可能只產生一個。而且沒有雷電、不颳風、不下大雨,是不會出現冰雹的。
任丘的氣象專家查看了現場、衛星雲圖、雷達圖之後,同樣排除了冰雹的可能。隨後,「巨冰」是從飛行器上掉落的可能也被排除。
莫名降下的「巨冰」,成了全村的一大謎團。
如果「巨冰」不是來自地球,那麼,一個概率極小的可能性開始佔據人們的猜測——「隕冰」。
兩塊拳頭大小的碎冰塊,被村民放進了冰箱。整個村子都等待著次日北京天文館的張寶林等專家到來,揭開「巨冰」的真實身份。
隕冰,與我們熟知的隕石一樣,屬於天外來物。它的來源只有彗星,因為彗星的彗核是冰物質。當彗星在運行時受到撞擊,從彗核濺出冰塊在與地球擦肩而過時,可能被地球引力捕獲,穿過大氣層降到地面。目前,科學家們對隕冰的瞭解非常少。因為找到隕冰的樣本,本身就是一件極其艱難的事情。
一塊外太空的冰要進入地球,在穿越大氣層的過程中,瞬間高溫可以達到幾千度。這樣的高溫,即便是石頭,也可以將其外表熔化。如果體積不是足夠大,冰在穿越大氣層之後,不可能會有剩餘落到地面。即使降落在地上,隕冰也很容易就融化了。所以,要找到隕冰,一定得目擊到它的墜落。
隕石專家張寶林告訴記者,古今中外,有關「神奇墜冰事件」的記載僅有50多次。
「清同治元年(1862年)秋,日方午,有大星墜於零陵縣西鄉雷家沖田中,大如斗而圓,色白,其聲,久之化為水。」1957年,內蒙的伊克昭盟金霍洛旗的一個山谷中發現一塊有吉普車大的巨冰。1973年,在甘肅的華池縣山莊橋找到一塊10米高的巨冰。
在國外,1860年,印度的沼澤地落下名為朱碼撒拉的隕石,半小時後還看到它表面有蒸發的水霧。但限於當時條件,沒有能夠進行科學鑒定。
1955年8月30日,美國威斯康星州卡斯頓城,一個約3公斤的冰塊落在街頭,距離一名15歲少年半米之處。1963年8月27日,前蘇聯的德莫久得市,一位婦女看到很多冰塊飛快地落到一個果園,估計總共約5公斤。新千年伊始,西班牙連續發生了7次「墜冰」;今年4月27日晨,一個重20多公斤、白裡透藍的大冰塊從天而降,落到德國巴伐利亞州小城的一個花園……
從任丘和豐寧兩次取得的「墜冰」樣本,被張寶林帶回了北京,進行化驗。如果能夠證明它來自外太空,那將是人類一次巨大的發現。對於探尋地球上水的來源、生命環境的形成、生命的起源等都有著重要的價值。
「目前,『太空中的冰會墜入地球』在理論上並不是瞎想。但是,要證明一塊冰來自於太空,難度實在太大了。迄今爭議不斷,全世界也沒有一個研究者得出了讓大家都信服、認可的方案。」張寶林說,爭議的焦點主要是兩方面:檢測方案是否可行,檢測數據是否準確。
一塊墜冰的來源,從外部形態上是無法判斷出來的。科學家們提出了各種不同的方案,歸納起來大致有兩種。
一種觀點主張讓墜冰保持不化,尋找冰體裡所含的氣體,再分析其中的元素,從而判斷冰的年齡。如果它的年齡超過了地球上最古老的冰,那麼,就可以推斷它來自於外太空。
中國科學院青藏高原研究所研究員田立德告訴記者,地球上最古老的冰位於南極洲的最底部,年齡有可能達到100萬年。
3500萬年以前,原本溫度很高的地球突然變冷。距今3000萬年~3500萬年期間,南極最先出現了小的冰蓋。地球溫度持續變低,直到距今100萬年左右,北半球也出現了冰。
如今,3000多萬年的冰,恐怕已經很難存在於地球了。因為溫度的變化可能讓它們一度融化。近年來,研究人員在南極洲距離地表大概有3600多米的深處鑽取的冰,根據氧同位素測出,它的年齡達80萬年左右。
「進入地球的冰塊,都來自於太陽系。它們的形成時間與地球年齡一致,是與地球同時期產生的。如果測出一塊墜冰的年齡達上億年,那它只可能來自於太空。」張寶林說。
然而,冰就如同是一塊海綿,它會把環境中的氣體逐漸吸取。這個過程中,它所含的氣體會與環境中的氣體發生置換。所以,即使是一塊隕冰,如果沒有得到及時的取樣、保存,很容易就會被地球環境「污染」,使得化驗結果不準確,宇宙物質也檢測不出來。
保存隕冰的條件非常苛刻。太空中,溫度低達零下一百多度;在地球上,只有將它放入液氮,才能保持這樣的低溫。即便如此,隨著實驗的進行,樣本也會被一點一點地消耗殆盡,而且保存的時間不可能太長。北京天文館所取得的墜冰,成為了當前世界上唯一的「疑似隕冰」樣本。專家們將樣本的一部分存入了一個注有液氮的模擬太空環境中。
不過,另一種檢測方案對冰的保存條件似乎要求不高。因為可以將冰塊在載玻片上蒸乾,尋找剩餘雜質中是否含有太空中存在的物質、塵埃。如果找到彗星塵、銥等宇宙來源的標誌性元素,就可以斷定它來自太空。
「我們有幸獲得了如此珍貴的樣本,它不僅以冰的形式存在,還很少被外界污染。現在,我們正在對樣本進行分析,為它是否來自天外尋找證據。」張寶林說。