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不同大小的小行星撞击地球会怎样

从太空坠落的东西几乎都到不了地面。决定结局的是大小和材质,而石块越大,等下一块来的时间就越长。

更新于 2026年9月16日

~440千吨2013年车里雅宾斯克空爆的能量:约30颗广岛原子弹
2,150平方公里1908年通古斯事件夷平的西伯利亚森林面积,没有留下陨石坑
1.2公里亚利桑那陨石坑的直径,由一块40至50米的铁块砸出
32,000公里2029年4月13日阿波菲斯掠过地球时距地表的高度
02026年9月,都灵危险指数高于零的已知小行星数量
~180公里6,600万年前希克苏鲁伯陨石坑的直径

撞击事件像一架梯子。最底层,一块汽车大小的石头大约每年照亮一次天空,地面上没人注意。最顶层,一个十公里宽的天体终结一个地质时代。中间是那些发生在人类时间尺度上的事:一座城市的窗户被震碎,一片森林被压平,一个可以绕着走一圈的陨石坑。每往上一级都比下一级罕见得多,而天体的材质几乎和大小同样重要。

HazardSim是一个小行星模拟器:选定直径,选择石质、铁质或冰质,然后把它扔到真实地图上的任何地方。下面的链接会按合适的大小和地点打开它。

流星、陨石、小行星:三个词,一块石头

小行星是环绕太阳运行的岩石或金属天体。直径约一米以下的,国际天文学联合会称为流星体;这条界线是约定,不是物理。流星不是一个物体,而是天体冲过大气层时划出的那道光;特别亮的叫火球或火流星。陨石是最终幸存并落地的部分。彗星是它们冰质的表亲,比石头更容易散架。所以,亚利桑那陨石坑是小行星砸出来的,车里雅宾斯克的火球是流星,后来从雪地里捡出来的石块是陨石。

25米以下:一团火球和一地碎玻璃

据NASA所说,直径小于约25米的太空岩石多半会在大气层中解体,造成的破坏很小或没有。汽车大小的大约每年来一块。现在有少数几块在撞击前就被发现:第一块是2008 TC3,一块约4米的岩石,2008年在苏丹上空爆炸前一天被发现。第十一块是2024 XA1,直径约70厘米,于2024年12月3日在发现十小时后照亮了雅库特上空。

这一级的顶端是车里雅宾斯克。2013年2月15日当地时间09:20,一颗直径约19到20米、重约13,000吨的石质小行星以19公里/秒的速度沿一条浅斜轨迹进入南乌拉尔上空的大气层。没有人看到它飞来:它是从太阳方向过来的。它解体并在约30公里高处达到最亮,释放的能量约相当于440到500千吨TNT;各家发表的估计值最多相差一倍。

车里雅宾斯克流星在清晨蓝天上留下的扭曲白色烟迹
2013年2月15日车里雅宾斯克流星留下的尾迹,摄于市内。随后而来的冲击波震碎了整个地区的窗户。 摄影:Nikita Plekhanov / Wikimedia Commons,CC BY-SA 3.0

石头本身没有砸到任何人,造成破坏的是冲击波。仅车里雅宾斯克一市就有约3,600栋住宅楼的窗户被震碎,占全市的约44%。一座锌厂的屋顶坍塌。约1,600人受伤,几乎全是被飞溅的玻璃划伤。野外调查共找到4到6吨陨石,包括一块从切巴尔库尔湖底打捞上来的半吨多重的大块。没有陨石坑,也从来不可能有。

在车里雅宾斯克上空重演一块20米的石质天体 →

40至80米的石质天体:1908年通古斯

1908年6月30日早上7点15分左右,有东西在西伯利亚中部石泉通古斯卡河附近的泰加林上空爆炸。爆炸把约2,150平方公里的森林压成蝴蝶形的一片,估计有8,000万棵树倒下。中心附近的树还立着,但枝条被剥光,因为冲击来自正上方。那片地区极其偏远,几乎没有人员伤亡,由列昂尼德·库利克带队的第一支科学考察队直到1927年才抵达现场。他原以为会找到一块巨大的铁陨石,结果连陨石坑都没有。

黑白照片:数百根倒下的树干平行躺在西伯利亚一片积雪的山坡上
被通古斯爆炸放倒的树木,1929年库利克考察期间拍摄,距事件已过去21年。它们全都指向背离爆炸点的方向。 摄影:Leonid Kulik expedition / Wikimedia Commons,公有领域

一个世纪的研究缩小了不确定性,却没有把它消除。那个天体最可能是一颗40到80米的石质小行星,在约5到15公里的高度引爆。能量估计从3到5百万吨(桑迪亚超级计算机模型)到10到30百万吨(NASA资助的2019年研究)不等;美国国家科学院给出的是3到20。无论如何,它都是有记录以来最大的撞击事件。

爆炸中心几乎与圣彼得堡处于同一纬度,于是流传着一种说法:晚几个小时,爆炸就会落在帝国首都上空。那是一个思想实验,不是计算。真正的要点更简单:一场发生在任何大都市上空的通古斯事件都会是一场地区性灾难,而且连个陨石坑都留不下。

40至50米的铁质天体:亚利桑那陨石坑

约50,000年前,一颗铁镍小行星撞上弗拉格斯塔夫以东的高原。它留下了地球上保存最完好的撞击坑:一个直径约1.2公里、深180米的碗,坑缘高出平原30到60米。一个被广泛引用的2005年模型认为撞击体约40米、重300,000吨,在空中部分解体,以约12公里/秒的速度撞地;其他模型给出的直径最大约50米。近年的能量估计在约1到10百万吨之间。它的碎片被称为代亚布罗峡谷陨石。

亚利桑那陨石坑航拍:平坦的亚利桑那沙漠中一个圆形碗状坑,坑缘隆起
空中俯瞰亚利桑那陨石坑(巴林杰陨石坑)。它的坑缘从一片本来平坦的平原上隆起。 摄影:USGS / D. Roddy / Wikimedia Commons,公有领域

为什么一块40米的铁能砸出一公里宽的洞,而通古斯上空差不多大的石头却一个坑也没留下?铁的密度是石头的两倍多,强度也高得多。代亚布罗峡谷撞击体的直径大约是车里雅宾斯克那块的两倍,质量却约为其28倍。它几乎完整地穿透了大气层,而石头会被压碎然后爆炸。所以地球上的小型陨石坑大多是铁质天体砸出来的;就连1947年在俄罗斯远东发生的锡霍特-阿林铁陨石雨,虽然在空中就解了体,也砸出了最宽约27米的坑。

把一块50米的铁质天体重新扔回亚利桑那陨石坑 →

空爆还是陨石坑:取决于材质
天体直径,对数刻度。边界为近似值,随速度和进入角度变化。
10公里 1公里 100米 10米 1米 铁质 石质 希克苏鲁伯:大灭绝 ~1公里:影响波及全球 阿波菲斯,~340米(2029年擦过) ~150米:城市杀手,撞到地面 通古斯 1908,石质40–80米 亚利桑那陨石坑,铁质~40–50米 车里雅宾斯克 2013,石质~20米 汽车大小:火球,每年一次
高空解体低空空爆:冲击波,无坑到达地面:陨石坑(浅色:过渡区,小坑)
来源:NASA Asteroid Fast Facts;NASA近地天体科学定义小组(2017);LPI巴林杰陨石坑指南(Kring);美国国家科学院(2022)。

约150米:“城市杀手”是什么意思

“城市杀手”是一个非正式标签,不是科学分类:指那些大到足以抹掉一个都市圈、却远不足以威胁文明的小行星,大致从通古斯级别到两三百米。140米左右是NASA划定巡天目标的界线。这么大的天体撞击时释放超过60百万吨的能量,超过有史以来试爆的最大核弹,而且不管什么材质都会到达地面。这类撞击平均约每20,000年一次。

在模拟器里,一块150米的石质天体砸出约3公里宽的坑,摧毁约12公里内的一切,震碎几十公里外的窗户:一座城市没了,地球上其他地方只是在读相关新闻。落在海里还会加上一场海啸;参见最致命的海啸。

把一块150米的石质天体扔到芝加哥 →

这个词因2024 YR4而走进大众视野。智利的ATLAS巡天在2024年12月27日发现了它,詹姆斯·韦布太空望远镜后来测得它约60米,相当于一栋15层楼的高度。随着天文学家不断补充观测,它在2032年12月22日撞击地球的概率一路攀升,2025年2月18日达到略高于3%的峰值。这是有记录以来这个尺寸的天体中最高的数字,在都灵指数上评为3级。一周之内,概率就跌到了0.004%。

这种先升后降是正常的:只要地球还处在不断收缩的可能轨道云之内,概率就会增长,直到那团云滑开。此后YR4还保留着4.3%撞击月球的概率,直到2026年2月韦布的观测也排除了这一点。它将从距月球表面约21,000公里处掠过。

340米:阿波菲斯与2029年4月13日

阿波菲斯于2004年6月19日在亚利桑那基特峰被发现。当年12月,它在2029年撞击地球的概率一度达到2.7%,成为有史以来唯一在都灵指数上评为4级的天体。更精确的轨道先后排除了2029年和2036年,2021年雷达观测消除了最后一个担忧,即2068年:NASA认为阿波菲斯在至少一百年内没有风险。

按NASA估计它直径约340米(ESA给出约375米),形状细长,可能像花生一样分成两瓣。2029年4月13日傍晚(UTC),它将从距地表约32,000公里处掠过,比地球静止轨道卫星环还要近。在欧洲、非洲和亚洲部分地区可以用肉眼看到它。这么大的小行星靠得这么近,每几千年才有一次。

届时将有两艘探测器等着它。ESA与日本JAXA合作的“拉美西斯”号于2025年11月获批,2028年4月发射,2029年2月抵达,观察地球引力如何重塑这颗小行星。NASA的OSIRIS-APEX,也就是原来的OSIRIS-REx,将在飞掠后不久到达,展开为期18个月的勘测。如果阿波菲斯真的处在撞击轨道上,按NASA的标准假设,它会释放约1,600百万吨的能量:一场国家规模的地区性灾难,但不是大灭绝。

看看阿波菲斯大小的天体撞上纽约会怎样 →

1公里及以上:破坏不再是局部的

NASA的经验法则是,任何大于一到两公里的天体都可能产生全球性影响。在估计约930颗1公里及以上的近地小行星中,超过90%已经被发现,没有一颗处在撞击轨道上。这类撞击平均约每五十万年一次。模拟器的上限定在3,000米是有原因的:超过一公里以后,局部的冲击半径就不再是重点了。

10公里:希克苏鲁伯,杀死恐龙的小行星

它有多大?通常估计直径约10公里,有些模型给出12公里或更大。2024年对沉降层中钌同位素的分析表明,它是一颗碳质小行星,属于深色、富碳的类型。6,600万年前,它以约60°的陡角从东北方向撞来。能量估计的不确定性约有一个数量级,但一般认为在1亿百万吨左右。

它落在哪里?墨西哥尤卡坦半岛的北缘,当时那里是一片浅海陆架。陨石坑直径约180到200公里,中心靠近沿海小镇希克苏鲁伯港,大约一半在墨西哥湾之下。它埋在数百米厚的较年轻岩层下面,所以肉眼看不到。1991年它被确认为撞击地点,2016年一次钻探考察从海床之下取出了它峰环的岩芯。

尤卡坦半岛西北部的地形晕渲图,一道隐约的半圆形凹槽勾勒出埋藏的希克苏鲁伯陨石坑边缘
尤卡坦西北部的雷达地形图。中间那道隐约的深色弧线是希克苏鲁伯陨石坑埋藏坑缘上方的浅凹槽;另一半在近海水下。 图像:NASA/JPL, Shuttle Radar Topography Mission / Wikimedia Commons,公有领域

到了这个规模,陨石坑反而是最不要紧的。熔融的溅射物像雨一样落回全球各地,接着是野火和海啸,尘埃、烟灰和硫让天空暗了好几年。约四分之三的物种消失,包括所有不是鸟类的恐龙。这么大的撞击平均约每1亿年一次。

各种大小的天体多久撞一次地球

下面的数字是NASA天体数量模型和美国国家科学院给出的长期平均值,不是时间表。车里雅宾斯克和通古斯相隔105年,这对下一次什么时候来说明不了任何问题。

各种大小的撞击多久发生一次
两次撞击之间的平均间隔,年。对数刻度;所有数值均为近似。
  1. ~4米,汽车大小~1年
  2. ~20米,车里雅宾斯克50–100年
  3. 40–80米,通古斯1,000年以上
  4. 140米,城市杀手~20,000年
  5. 1公里,全球影响~500,000年
  6. 10公里,希克苏鲁伯~1亿年
来源:NASA Asteroid Fast Facts(汽车大小);美国国家科学院,Origins, Worlds, and Life(2022);NASA近地天体科学定义小组(2017)。通古斯级别的估计从每千年一次到每几千年一次不等。

能量与直径的立方成正比:大小翻倍,能量就是八倍。车里雅宾斯克约等于30颗广岛原子弹;希克苏鲁伯等于数百万颗有史以来造出的最大核弹。

撞击能量与核爆炸的比较
TNT当量,百万吨。对数刻度:每一格是十倍。
  1. 广岛原子弹,1945年15千吨
  2. 车里雅宾斯克,2013年~440千吨
  3. 通古斯,1908年3–20百万吨
  4. 亚利桑那陨石坑最高~10百万吨
  5. 沙皇炸弹,1961年50百万吨
  6. 140米小行星>60百万吨
  7. 阿波菲斯大小,340米~1,600百万吨
  8. 1公里小行星~40,000百万吨
  9. 希克苏鲁伯~1亿百万吨
核爆炸真实事件尺寸级别
来源:美国国家科学院(2022);Popova et al., Science(2013);LPI巴林杰陨石坑指南;340米和1公里级别来自NASA近地天体科学定义小组(2017)(密度2.5 g/cm³,18公里/秒)。通古斯的柱长取其范围的中值;希克苏鲁伯的估计跨越约一个数量级。
大小会发生什么实例多久一次
~4米明亮的火球,散落的陨石2008 TC3,苏丹~每年
~20米石质高空空爆;整个地区的窗户被震碎车里雅宾斯克,2013年50–100年
40–80米石质低空空爆;约2,000平方公里森林被夷平,无坑通古斯,1908年1,000年以上
40–50米铁质到达地面;约1公里宽的陨石坑亚利桑那陨石坑,约50,000年前更罕见:铁质天体很少
~140米撞击地面;一座城市及其周边被毁有记录的历史上没有~20,000年
~1公里大陆规模的破坏,全球气候影响有记录的历史上没有~500,000年
~10公里大灭绝希克苏鲁伯,6,600万年前~1亿年

会有小行星撞上地球吗?

已知的小行星都不会,本世纪都不会。NASA设在JPL的“哨兵”系统持续核查每一颗已知近地天体在未来100年内的撞击可能,ESA的近地天体协调中心则独立维护另一份清单。2026年9月,“哨兵”列出约2,200个撞击概率非零的天体,没有一个在都灵指数上高于0:几乎全是轨道尚不精确的小石块,随着观测增加会陆续被排除。

都灵指数从0(无危险)到10(必然碰撞,后果波及全球)。1级意味着例行关注,2到4级意味着天文学家应当留意。从来没有任何天体超过4级。在已知的大型小行星中,受关注最密切的是贝努,那块NASA采过样的490米岩石:它在2178到2290年间撞击地球的概率约为1,750分之一。

老实说,真正的隐患是还没被发现的那些小行星。已知的近地小行星超过42,000颗,但在估计约25,000颗大于140米的小行星中,被发现的还不到一半。大多数车里雅宾斯克大小的石块只会在到达时才被看见,甚至根本看不见。NASA的NEO Surveyor红外望远镜计划最早于2027年9月发射,连同智利的薇拉·鲁宾天文台,都是为了填补这个缺口。

小行星迪莫弗斯布满巨石的灰色表面特写,占满整个画面
迪莫弗斯,摄于2022年9月26日NASA的DART探测器撞上它前约3秒。这次碰撞让这颗小卫星的轨道周期缩短了33分钟。 图像:NASA/Johns Hopkins APL / Wikimedia Commons,公有领域

如果真的发现了什么,现在已经有证据表明我们能把它推开。2022年9月26日,NASA的DART探测器撞向迪莫弗斯,一颗直径约160到170米、环绕小行星迪迪莫斯运行的小卫星。它约12小时的轨道周期缩短了33分钟,比探测器自身动量所能解释的多出好几倍,因为抛出的碎石也贡献了推力。2026年的一项分析发现,这对小行星绕太阳的路径也发生了轻微变化。ESA的“赫拉”探测器将于2026年底抵达,检查撞击结果。不过,这样的轻推需要提前多年预警,所以找到小行星是第一位的。

想看看其他访客都往哪里扔石头,请查看过去30天人们模拟了什么。

常见问题

会有小行星撞上地球吗?

未来100年内,没有任何已知小行星处在撞击地球的轨道上。NASA的“哨兵”系统和ESA的协调中心追踪每一颗已知近地天体,目前没有一颗在都灵危险指数上高于零。未被发现的小石块仍会到来,车里雅宾斯克大小的平均每50到100年一次。

什么是城市杀手小行星?

一个非正式名称,指大到足以摧毁一座城市却不足以造成全球影响的小行星,直径大致从50米到两三百米。一个140米的天体撞击时会释放超过60百万吨的能量;这种事约每20,000年发生一次。这个词因2024 YR4而流行起来,那是一颗60米的小行星,2025年它在2032年撞击地球的概率一度超过3%,随后被排除。

阿波菲斯会在2029年撞上地球吗?

不会。2029年4月13日,340米的小行星阿波菲斯将从距地表约32,000公里处掠过,比地球静止轨道卫星还近,在欧洲、非洲和亚洲部分地区肉眼可见。2021年的雷达观测排除了至少未来一百年内的任何撞击。

杀死恐龙的小行星有多大,落在哪里?

直径约10公里,可能略大一些。它在6,600万年前撞上墨西哥尤卡坦半岛北缘,靠近今天的希克苏鲁伯港,留下一个直径约180到200公里的埋藏陨石坑,一半在墨西哥湾之下。

亚利桑那陨石坑有多大?

亚利桑那陨石坑,又称巴林杰陨石坑,直径约1.2公里,深180米,坑缘高出周围平原30到60米。它形成于约50,000年前,由一颗直径约40到50米的铁镍小行星撞地而成。同样大小的石质天体会在空中爆炸,砸不出坑。

流星、陨石和小行星有什么区别?

小行星是环绕太阳运行的岩石或金属天体;小于约一米的碎块称为流星体。流星是这类天体穿过大气层燃烧时划出的那道光。陨石是幸存下来并落到地面的碎片。

资料来源

  1. 美国国家科学院:Origins, Worlds, and Life(2022),第18章:行星防御
  2. NASA:近地天体科学定义小组报告(2017)
  3. NASA:小行星速览
  4. IAU F1委员会:流星天文学术语定义(2017)
  5. ESA近地天体协调中心:2024 XA1
  6. Popova et al.,Science(2013):车里雅宾斯克空爆、破坏评估与陨石回收
  7. NASA:车里雅宾斯克流星五年之后
  8. NASA:115年前:通古斯小行星撞击事件
  9. NASA:重访通古斯(2019)
  10. 桑迪亚国家实验室:对通古斯灾难的新解释(2007)
  11. 月球与行星研究所:Kring,巴林杰陨石坑地质指南
  12. Melosh & Collins,Nature(2005):亚利桑那陨石坑由低速撞击形成
  13. NASA:小行星2024 YR4
  14. NASA:2024 YR4对地球不构成显著威胁(2025年2月)
  15. NASA:新观测排除2032年撞月可能(2026年3月)
  16. NASA:阿波菲斯要点
  17. NASA JPL:地球在100多年内不受小行星阿波菲斯威胁(2021)
  18. ESA:拉美西斯:ESA的阿波菲斯小行星任务
  19. Fischer-Gödde et al.,Science(2024):钌同位素表明希克苏鲁伯撞击体是碳质小行星
  20. Collins et al.,Nature Communications(2020):希克苏鲁伯撞击的陡倾轨迹
  21. IODP:第364航次摘要:钻探希克苏鲁伯峰环
  22. Schulte et al.,Science(2010):希克苏鲁伯小行星撞击与白垩纪-古近纪界线的大灭绝
  23. NASA JPL CNEOS:哨兵:地球撞击监测
  24. NASA JPL CNEOS:都灵撞击危险指数
  25. NASA:NEO Surveyor
  26. Thomas et al.,Nature(2023):DART动能撞击导致的迪莫弗斯轨道周期变化
  27. NASA JPL:DART改变了小行星迪迪莫斯绕太阳的轨道(2026)
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