人类进入太空时代已经半个世纪了，经过50多年的太空探索，人类对太空的认识也有了巨大的飞跃；同时，迅速发展的空间技术，也在不断地提高人们的生活质量。

《天地大碰撞》(作者焦维新)集知识性、趣味性、可读性于一体，引人入胜。此外，本书属科普读物，适合小学中高年级及以上文化水平的读者，也可供与空间天气有关的工程技术人员参考。

《天地大碰撞》(“太空探索”科普系列)围绕“真的有天地大相撞的可能吗”进行展开讨论，告诉小读者天地大相撞不是危言耸听，哪些天体有撞击地球的可能性、天体的数量是多少、人类已经取得哪些成果、不同大小的天体撞击地球的概率是多少等等。

《天地大碰撞》(作者焦维新)集知识性、趣味性、可读性于一体，引人入胜。此外，本书属科普读物，适合小学中高年级及以上文化水平的读者，也可供与空间天气有关的工程技术人员参考。

第1章 不是空穴来风 | 1

1.1 地球一直受到撞击 | 2

1.1.1 从俄罗斯受流星体撞击谈起 | 2

1.1.2 流星体撞击地球事件 | 5

1.1.3 偶然出现的火流星 | 7

1.1.4 周期出现的流星雨 | 10

1.1.5 地球表面的陨石坑 | 13

1.2 未来会发生大相撞吗 | 19

1.2.1 一篇论文引起的思考 | 19

1.2.2 科幻作品产生的影响 | 21

1.2.3 第一次关于大相撞的学术会 | 23

1.3 看看地球的邻居 | 24

1.3.1 伤痕累累的月球表面 | 24

1.3.2 水星上的陨石坑 | 26

1.3.3 金星受撞击的记录 | 28

1.3.4 火星上的陨石坑分布 | 34

1.4 近10年木星受到的撞击 | 37

1.4.1 1994年的彗木相撞 | 37

1.4.2 21世纪木星受到的撞击 | 39

第２章 地球受撞击的历史 | 42

2.1 二叠纪-三叠纪大灭绝 | 43

2.1.1 灭绝之母 | 43

2.1.2 灭绝原因 | 45

2.2 K-T 大相撞 | 47

2.2.1 K-T 大相撞 | 47

2.2.2 死亡的动物 | 48

2.3 通古斯卡事件 | 68

2.3.1 20世纪最大的碰撞事件 | 68

2.3.2 通古斯卡事件的罪魁 | 70

2.4 21 世纪发生的撞击事件 | 71

第３章 可能撞击地球的天体 | 72

3.1 罪魁是近地天体 | 73

3.1.1 太阳系的小天体 | 73

3.1.2 什么是近地天体 | 75

3.1.3 有潜在危害的小行星 | 80

3.2 近地天体的数量与分布 | 82

3.2.1 近地小行星的数量 | 82

3.2.2 近地天体的大小分布 | 85

3.2.3 轨道与数量的变化 | 87

第4章 天地大碰撞风险分析 | 90

4.1 撞击概率与天体大小 | 91

4.1.1 危险等级 | 91

4.1.2 危害程度与撞击天体大小 | 96

4.1.3 撞击所导致的年死亡率 | 105

4.2 令人胆战心惊的小行星 | 106

4.2.1 危险等级曾到最高的小行星 | 106

4.2.2 撞击概率最高的小行星 | 108

4.2.3 小行星1999 RQ36 | 109

4.2.4 小行星1950 DA | 110

4.2.5 小行星2011 AG5 | 112

4.2.6 靠近地球飞越的小行星 | 113

4.2.7 准确到达地球位置的小行星 | 115

4.2.8 刚刚靠近地球飞越的小行星 | 115

4.3 未来的六大危险因素 | 117

4.3.1 日益增多的PHA | 117

4.3.2 尚未发现的NEO | 121

4.3.3 偶然闯入的彗星 | 121

4.3.4 轨道的不确定性 | 122

4.3.5 主带小行星演变 | 123

4.3.6 柯伊伯带巨大的星源 | 124

第5章 预防大碰撞的方法 | 126

5.1 观测 | 127

5.1.1 地基观测 | 127

5.1.2 巡天观测 | 131

5.1.3 飞越观测 | 133

5.1.4 取样返回 | 133

5.2 偏转轨道 | 137

5.2.1 用爆炸力偏转轨道 | 137

5.2.2 用动力撞击器 | 139

5.2.3 引力牵引器 | 140

5.2.4 太阳帆推动 | 140

5.2.5 电火箭推动 | 142

5.2.6 用激光卫星群攻击 | 143

通古斯卡大爆炸(Tunguska event)，是1908年6月30日上午7时17分发生在现今俄罗斯西伯利亚埃文基自治区上空的爆炸事件。爆炸发生于通古斯河附近、贝加尔湖西北方800千米处。当时估计爆炸威力相当于2千万吨TNT炸药，超过2150平方千米内的8千万棵树被焚毁倒下(见图2-25)。

据报道，当天早上在贝加尔湖西北方的当地人观察到一个巨大的火球划过天空，其亮度和太阳相当，几分钟后，一道强光照亮了整个天空(见图2-26)，稍后爆炸产生的冲击波将附近650千米内的窗户玻璃震碎，并且观察到了蘑菇云的现象，这个爆炸被横跨欧亚大陆的地震监测点所记录，其所造成的气压不稳定甚至由在当时英国刚被发明的气压自动记录仪所侦测。在事发后数天内，亚洲与欧洲的夜空都呈现出暗红色。

有人估计，如果这个物体再迟4小时37分撞击地球，那么这场爆炸将摧毁当时俄罗斯帝国的首都圣彼得堡，而不是人口稀少的通古斯卡地区，造成更大的人员伤亡。

究竟是什么天体造成了通古斯卡事件？目前比较一致的意见是一颗流星体在离地面高6～10千米的上空爆炸。

流星体通常是从外太空进入地球，速度通常可达每秒十几千米。在通过大气层时摩擦所产生的热量十分巨大，大部分流星体在到达地面前便已燃烧殆尽或爆炸。一个直径10米的流星体可以产生约2万吨’FNT炸药所产生的爆炸效果，相当于投在日本广岛的原子弹的威力。

在1975～1992年间，对地球大气层的监测让人类开始注意干吨级陨石的空中爆炸。根据美国空军国防支援计划(Defense support program)的资料，这种爆炸大约一年会发生一次。而类似通古斯卡那种大小的一千万吨级的爆炸是非常罕见的，估计这种大小的陨石大约300年才会发生一次。

还有一种观点是彗星撞击说。由于至今未在地上发现陨石，所以通古斯卡天体的物质成分一直是个谜。在1930年，英国天文学者惠普尔认为造成通古斯卡事件的天体很可能是一个小彗星。由于彗星主要由冰与尘埃所组成，在撞击爆炸后就已经蒸发殆尽，所以没有留下一般石质天体会留下的陨石坑。而且，彗星说也解释了为何通古斯卡大爆炸后周边地区夜如白昼的现象，这可能是彗尾残留在高空的冰、尘颗粒反射阳光照亮夜空的结果。这一理论在20世纪60年代也普遍获得苏联的通古斯卡事件调查员的接受。

作为20世纪最大的不解之谜之一的通古斯卡大爆炸，吸引了无数科学家进行研究。因此便有了上百种的假说和解释，但目前所有的这些假说都不能给所有的怪异现象作出完满的解答。

在2000年1月18日黑暗的凌晨，一颗流星体在加拿大育空的白马市26千米上空爆炸，产生巨大的火球，夜空被照亮如同白天。产生该火球的流星体直径估计约4．6米，质量约180吨。该爆炸后来被科学频道节目“小行星杀手”介绍。

2006年6月7日，一颗流星体撞击到挪威的瑞瑟达伦(Reisadalen)。目击者一开始报告该次撞击造成的火球相当于在日本广岛原子弹爆炸的能量；但科学家分析撞击地点后认为，爆炸能量相当于100～500吨TNT爆炸当量，大约是“小男孩”原子弹能量的3％。

2007年9月15日，一颗流星体撞击到秘鲁西南部一个村庄的水坑中，并在邻近区域散发大量气体。许多当地居民吸入气体后感觉身体不适，应是撞击后短时间内散发出的有毒气体。

2008年10月7日，编号为2008’FC3的小行星接近地球，进入大气层并撞击到苏丹，这个过程被地面设备追踪达20小时。这是人类首次对将要撞击地球的天体进行跟踪和预报。撞击后产生的数百个陨石碎片散布在努比亚沙漠。

2009年11月21日，有一个火球被南非的警用和交通摄影机拍摄下来。这个流星落在南非和博茨瓦纳边界一带的偏远地区，并可能产生了一次小规模撞击。P68-71

人类进入太空时代已经半个世纪了，经过50多年的太空探索，人类对太空的认识也有了巨大的飞跃；同时，迅速发展的空间技术，也在不断地提高人们的生活质量。

但太空毕竟是巨大而复杂的，50年所获得的知识还是有限的。现在，世界上许多国家都提出了新的、宏伟的探索计划。可以预见，再过50年，人类对太空的认识，无论从深度和广度，都将有新的飞跃，人类的生活方式和生活质量，也将随着空间技术的发展而发生巨大的变化。

笔者近20年来在北京大学讲授“太空探索”课，学生选课的热情和对太空的关注度，给我留下深刻的印象。另外，本人每年在中小学做近百场科普讲座，广大中小学生在讲座会场所洋溢出的热情，使我感动不已。

学生听课时的全神贯注、提问时的踊跃，会场的活跃气氛，都充分说明了青少年对太空知识的渴望。

目前，我国正在实施探测月球的嫦娥工程和载人航天的“三步走”计划；另外，我国的科学工作者还提出了自主探测火星、金星和小行星的计划，观测太阳的“夸父计划”，载人登月计划，观测宇宙的空间硬X射线调制望远镜计划等等。随着这些计划的深入实施和新计划的执行，我国民众对太空关注的热情将日益高涨。

上述情况说明，广大中小学生和民众非常关注太空活动，迫切期望了解太空的知识。正是基于这样的认识，我下决心“开设”一门中小学生版的“太空探索”课，将课堂扩大到社会，使读者对广袤无垠的太空有系统的了解和全面的认识，对空间技术的魅力有实实在在的体会，从根本上激发青少年热爱科学、刻苦学习、奋发向上，树立为祖国的科技腾飞贡献力量的理想。

本系列图书的内容按照中小学生的特点加以扩展，强调知识性、趣味性和可读性。每册一个专题，具有相对独立性。涉及太空中各类天体的特征与探索历程、探索太空的方式和技术、太空资源与开发利用、太空对人类潜在的灾害及预防等方面。

目前计划出版的图书包括《发怒的太阳》、《奇妙的地球空间》、《寻找地外生命》和《天地大碰撞》。以后视需求情况，会陆续增加一些内容。

笔者曾出版多部著作，但为青少年写系列科普书还是第一次。为了能满足青少年的需求，在初稿完成后，曾请文科大学生和小学生阅读，征求他们的意见。夫人刘月兰仔细地、反复地阅读初稿，对每个章节的难易程度提出自己的看法，还对文字进行推敲。儿子焦长锐和儿媳周媛也对书稿提出修改意见。正是在家人的大力帮助下，才完成了这套科普系列图书的写作。在此对他们表示感谢。

著者