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位在美國亞利桑納州北區的大隕石坑（Meteor Crater）是全球第一個確認是隕石
撞擊地形，也是全球被研究的最徹底的隕石坑。雖然科學家知道它是隕石坑已經很
久了，但卻一直有個謎題未解：隕石撞擊過程中，應該會因撞擊產生的高熱，使得
撞擊點附近的岩石被融化後再重新固結成岩石，然而科學家卻未在隕石坑附近發現
這些高溫融化岩石。

亞利桑納州立大學（University of Arizona）H. Jay Melosh和Gareth Collins等
人，經過多年研究後認為：一顆鐵隕石約在50000年前撞擊該地點而形成隕石坑，不
過，這顆鐵隕石下墜的速度非常慢，因此撞擊過程中不會產生高溫融化岩石。而這
也是為何科學家找破頭都找不到這類岩石的原因。相關論文發表在2005年3月10日出
版的自然（Nature）期刊中。

大隕石坑，又稱為巴林格隕石坑（Barringer Meteorite Crater），深約170公尺，
寬約1.25公里，足以容納20個足球場。先前的科學研究認為，要形成這麼大的隕石
坑洞，則隕石觸及地表時的速度，可能介在每秒15～20公里之間。

Melosh等人重新進行數值模擬計算隕石進入大氣層後會如何分裂、如何減速的過程
。計算結果顯示：隕石的原始重量高達30萬噸、直徑約40公尺時，當它進入大氣層
後，其中一半會碎裂成小片，而另一半則以每秒12公里的速度撞擊地面。這個速度
比目前全世界最快的飛機X-43A scramjet還快4倍，比最有威力的來福槍發射的子彈
還快10倍以上！可是，這個速度在隕石中卻是相當慢的，慢到無法使岩石融化。

科學家長久以來利用各種方式去解釋大隕石坑缺乏高溫融化岩石的現象，例如：撞
擊時，岩石中的水分被蒸發，促使高溫融化岩石變成非常微小的粒子狀態；或是，
岩石中的碳酸岩爆炸，汽化成二氧化碳消失在空氣中...等等。無論如何解釋，總有
漏洞。但如果將大氣造成隕石碎裂的因素考慮進去，則所有事情看來都非常合理。

Melosh表示：小流星體撞擊地球時，地球大氣是個非常有效、但帶有選擇性的屏障
。即使是很堅固的鐵隕石，但當它觸及地球大氣層時，約距地面14公里高時（平流
層內），大氣壓力還是會讓隕石碎裂；一旦隕石碎裂之後，空氣阻力又使隕石墜落
速度更慢，且愈接近地面，空氣愈密，大氣阻力也愈強，最後便使得撞擊力道減弱。

礦業工程師Daniel M. Barringer（上述巴林格隕石坑的命名來源）曾詳細測量整個
隕石坑方圓10公里內的鐵隕石的重量，重量小至1磅，大至上千磅，並將之繪成分佈
圖。巴林格於1909年將這份分佈圖交給美國國家科學研究院（National Academy of
Sciences）珍藏。Melosh利用這份分佈圖的拷貝仔細研究之後，認為隕石墜落當時，
在約距地面5公里高時，大部分的隕石碎片形成直徑約200公尺、像薄餅一樣的形狀。
在距地面15公里高到它觸及地面之前，隕石已經先釋放出6.5百萬噸的能量，在隕石
行進的前方形成像「安全氣囊」一樣的功能，如同1908年西伯利亞通古斯（Tunguska）
隕石造成遍地倒樹的景象。最後當這些隕石碎片終於撞擊到地表時，只釋放出2.5百
萬噸的能量，相當於2.5噸TNT炸藥爆炸的能量。

美國行星科學研究所（Planetary Science Institute）的Elisabetta Pierazzo和
Natasha Artemieva也在進行大隕石坑撞擊的模擬，與Melosh等人是分別獨立進行的
研究，但她們的研究結果卻與Melosh等人非常近似，因此目前科學界已認同關於Mel
-osh等人的研究結果。

參考資料來源：

http://uanews.org/cgi-bin/WebObjects/UANews.woa/4/wa/SRStoryDetails?ArticleID=10766,
2005.03.09

* 轉載自臺北天文館網站

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