非生命的反应扩散模型翻译稿1999a-王华岭

1、天要塌下来了！假设1、小行星撞击地球的直径（D）是 1000 米。在碰撞之前，热量和压力在穿过地球大气2、小行星在地理的南极撞击地球。3、小行星是球形的。C 型小行星（碳）的典型，它补充了太阳系里大多数小行星，因此，是最有可能撞击地球的小行星类型，并且在典型的 S 型（石）小行星密度范围内，它组成了大多数与地球轨道交叉的小行星初步测算小行星的质量小行星质量是它的密度与其体积的乘积。对于一个球形的小行星，质量为：4、小行星密度均匀为;均匀密度允许对质量进行简单的估计。 值是损失）。层时，将会部分蒸发或燃烧。然而，对于一个高速典型的宇宙天体来说，撞击地球的时，可以忽略由于大气层的存在而引起的减速和

2、消融（由于摩擦力，从物体表面导致的质量撞击时速度的上、下限行星的逃逸速度是行星摆脱大行星束缚的最低速度。这个速度可以通过从行速度下限撞击速度也有一个速度的上限，“逃逸速度、以太阳为中心的轨道速度、勉强被太阳吸引在行星轨道位置的物体的速度的一个组合 “对地球来说，上限速度为碰撞时释放出的能量撞击能量由行星的动能可以计算得：冲击速度范围是有界的，小行星的质量是固定的，由（1），我们得：撞击的影响因此，撞击速度范围为：表面的最低速度。因此，地球的逃逸速度，是小行星撞击地球的星表面移动一个物体到无穷远处势能的变化量来确定。为摆脱大行星，物体的初始动能必须大于或等于势能的变化。由对称性，逃逸速度也是从地

3、球以外的物体可以到达地球对于我们的小行星，D = 1,000m，因此：弹坑的大小碰撞产生的弹坑外形大致呈抛物线，直径约 10 公里，深约 1 公里 Koeberl and Sharpton 1998。碰撞过程中压力是如此之大，以至于弹坑由于靶物的蒸发汽化而部分形成。在南极，小行星将影响到约 2600 米厚的冰。在蒸发冰时，这比岩石或土壤需要南极极地冰盖的熔化和蒸发小行星可以影响南极极地冰盖的融化和加剧改变全球海平面吗？冰盖覆盖面积为小行星撞击地球时，最多可能产生J 的能量.如果所有的能量都用来融化冰，那么可以融化多少冰？有 ，因此，如果冰融化成的水被均匀地分布在地球海洋，海平面将上升小于厘米

4、3。这不足以危及人类的生命或者取代人类定居点。这个估计是一个上限值，因为在碰撞时，一些能量会被用来破坏小行星，汽化小行星的一部分，汽化冰，开凿弹坑，产生声音、震动以及地震波和加热碰撞周围处的空气。在碰撞弹坑周围，碰撞很可能会汽化相当一部分冰。假设冰的汽化体积等于近似为抛物地震和海啸的危险汽化这么多的冰需要能量。这个值包含在（2）中碰撞能量的边界范围内。的冰。融化 1kg 的冰，并加热到，汽化成水蒸气所需的能量为。因此线的陨石坑的最大体积，因此碰撞将汽化的冰，或质量为的冰会被融化。转化成液态水时，体积为。 地球海洋面积约假设冰初始温度为，1kg 的冰融化需要吸收J 的能量。因此，最多质量为。，平

5、均厚度 2,440 米。因此，有的冰，相当较低的能量，因此我们预计，撞击坑将比其他地方类似的陨石坑更大。氏震级），由于宇宙碰撞产生的地震干扰不同于正常的地震活动。碰撞产生的地震波的影响的对于我们的小行星，方程（3）（使用（2）的能量范围）告诉我们，碰撞会产生地震扰动，震级为从 8.5 里氏 9.6 到里氏（图 1）。即使震级小于一个数量级，这样的地图 1 地震震级与碰撞速度关系曲线。并引发海啸。滑坡可以产生很大的海啸，1936 年发生在阿拉斯加 Lituya 湾的海啸，海洋彼岸的距离由地震引发海啸。最大的危险区是南美洲南端的沿海地区。高度达到了 150 米。然而，他们迅速消散，而且无法跨越宽广

6、的绕。这的确是一个非常现实的危险，因为地震干扰可能会导致大的碎片，落入水中，震也会造成大量人员伤亡，如果碰撞产生的地震发生在世界更多的人口处而不是南极区域。然而，人身伤亡是微不足道的，因为南极大陆不适合人类居住，因为南极洲足够大，任何损害都将被限制在南极洲。数量级比地震所产生的影响约小于一个数量级。我们可以从以下公式估算地震扰动的震级（Q）（作为衡量里大气效应一旦碰撞，小行星便会瓦解。大约质量的 10，kg，将被汽化成亚微观粒子，然后上升到平流层（海拔高度在 16 至 48 公里），并会停留在那里几个月 。如果由 1 微米的颗粒组成的灰尘，在地球表面上空高 H 处，在一个1 微米厚的球形表面层

7、内，均匀地传播，这将覆盖假想领域表面积的约 10，并会阻止10进入地球的太阳辐射。碰到多云天时，到达地球表面的光的强度大约是晴朗天时光的强度的10。强度下降10将允许阴天时的光照强度的9 倍到达地球，但几个月后，这种下降将显得足够重要，以至于导致全球气温变化。碰撞时汽化的冰将上升到大气层，然后形成云。在这些云中的水汽最终将落到地面形成雨，使地球上的液态水量增加。如果这些水全部流入地球上的海洋，全球海平面将上升大约 2cm。结论冰盖将融化，并导致全球洪灾的恐惧是毫无根据的。由于小行星将在南极碰撞，粉尘含量远远低于相同的小行星撞入土壤和/或岩石。尽管如此，足够多的灰尘将被激起进入平流层，阻挡高达

8、10的阳光，足以影响全球因为小行星撞击在南极洲，由于碰撞直接造成的仅限于驻扎在那里的几百名研究人员。只要有足够的预先警告，这些伤亡是可以消除的。长处和短处我们的模型是成功的，对许多由碰撞产生的影响进行了定量估计，比如可能的碰撞速度范围，可能的碰撞能量范围，撞击坑的大小，由碰撞产生的灰尘上升到大气中产生的影响，由碰撞产生的地震扰动的震级。我们的模型是足够简单，并且所有的计算没有求助于计算机。从火山口汽化的冰形成云并最终以液态水的形式的下落回地球。但水量不够大，无法导致沿海大规模的洪灾，除非雨水在一个固定的时间内降落在有限的区域。大于一微米并且没有达到平流层的灰尘也可能有不利影响，比如形成酸雨。但是，我们模型无法估计酸雨产生的方式、地点或可能产生的影响。气温，但远未达到光合作用不可能进行的门槛。减少日照水平和温度会影响农业生产，但对世界粮食供应的影响将是很小，食品在工业化国家的盈余，应该能够使农业在其他国家的损失。我们模型的简单性，另一方面来说也带来了一些弱点。我们没有准确的方法来估计所有碰撞能量是如何分布，我们也确定长期的。因为大气动力学的不可预知性，量， 与其他模型预测关联很好的地震干扰的震级，比如