「天外來的訪客」
         ─流星和隕石（下集）
                                                          84.8.10

    使用上集2D動畫，俯視太│旁：在上一集裡，我們提到了隕石大都來自
    陽系，見環狀的小行星帶│小行星帶。這個小行星帶，是怎麼被發現的
    。                    │？
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「小行星帶的發現，是一個有趣的故事
    景。                  │。這個發現，不是開始於望遠鏡的觀測，而
                          │是開始於一個簡單的數學遊戲所作出的預測
                          │。」
                          │
    18世紀生活圖片。（若找│旁：西元1772年，德國的一位天文學家約翰
    不到波德畫像。）      │。波德，提醒人們注意一個當時存在已久的
                          │數學數列，這個數列是一串包含著一個簡單
                          │變化的數字。
                          │
    2D動畫，寫出數列，加上│旁：我們先寫下一串數字，0，3，6 ，12，
    4，除以10，得出結果， │24 . . .，每一個數字都是前一個的兩倍，
    移排在左列，右列寫出各│再把所有的數字都加上 4，全部除上10，得
    行星到太陽的真實距離。│到的結果是0.4，0.7，1.0，1.6，2.8，5.2
                          │. . . 。令人驚訝的是，如果我們把地球到
                          │太陽的距離定為 1個天文單位，那第一個數
                          │字 0.4，就大約是水星到太陽的距離，第二
                          │個數字 0.7是金星的距離，再下來是地球，
                          │火星，木星，土星，天王星；直到海王星，
                          │和實際的距離相比，誤差才比較大。
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「一個簡單的數學遊戲所作出來的數列
    景。PAN剛才的2D數列， │，竟然和天上行星的運行路徑如此相合，是
    由上往下，突然往回，停│很令人驚訝的一件事。但更令人困惑的，是
    在2.8之處，看不到對應 │如果我們相信這個數列預測的行星位置，那
    的行星。              │為什麼在 2.8天文單位的地方，找不到任何
                          │一顆行星？」
                          │
    十八世紀天文觀測圖卡，│旁：因為這個缺憾的刺激，當時，在十八世

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    舊的折射式望遠鏡畫面，│紀末，天文學家掀起了一陣熱潮，展開了大
    可用Lick拍攝畫面。    │規模的觀測，來搜尋這顆行星。終於在1801
                          │年的 1月 1日，讓西西里島的天文學家皮阿
                          │齊找到了！
                          │
    穀神星的照片。2D動畫，│旁：這個「行星」的發現所帶來的興奮，一
    俯視太陽系，穀神星於火│下子就被失望所取代，因為這個所謂的「行
    星及木星之間的2.8天文 │星」，雖然運行路徑是在 2.8個天文單位的
    單位的軌道。          │距離，但是直徑只有一千公里，和太陽系裡
                          │比較像樣的衛星相比，都瞠乎其後，更談不
                          │上扮演「行星」的角色了。
                          │
    Cambridge Atlas p.153.│旁：更有趣的是，再接下來的幾年當中，發
    小行星分佈圖片。個別小│現了更多在同一路徑運行的天體，但是一個
    行星照片。            │比一個小。到了十九世紀上半葉，天文攝影
                          │技術逐漸成熟，對行星運行的黃道面長時間
                          │曝光的照片，立刻顯示了數以千計的小天體
                          │，在相似的路徑上繞太陽運行。從此這個在
                          │火星軌道之外，木星軌道之內的環狀區域，
                          │就被命名為「小行星帶」。
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「天文學家估計，所有的小行星加在一
    景。木星照片，3D動畫，│起，質量大約只有地球的百分之幾而已。這
    鏡頭自小行星帶拉遠，見│些碎片當初應該有可能結合在一起，共創一
    木星在旁邊，極大。    │個「行星」的，但是它們外緣的鄰居─「木
                          │星」這個巨無霸─卻早一步形成了。來自木
                          │星強大重力場產生的潮汐力，把任何兩個靠
                          │近接觸的物體拉扯開來，因此小行星帶一直
                          │沒有機會彼此凝聚，而成為一顆真正的行星
                          │。」
                          │
    PAN「天文學名詞」，小 │旁：這個環帶裡的幾千顆小行星，除了排名
    行星的命名附錄。張衡、│在前面的幾個是按傳統用希臘神話裡面的人
    郭守敬和蔡章獻的圖像。│物來命名之外，其餘的小行星，就用過去到
    可用分割畫面。        │現在對天文發展較有貢獻的人命名，中國古
                          │代的張衡，郭守敬，以及現代的台北市立天
                          │文台前台長蔡章獻先生，都廁身其中，名垂
                          │天際。

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    主持人Standup，研究室 │主：「小行星雖然數量很多，但是和地球之
    。                    │間還隔著一個火星，那到底小行星帶和落在
                          │地球上的隕石有什麼關係呢？」
                          │
    2D動畫，俯視太陽系內部│旁：許多小行星運行的軌道並不是正圓，有
    ，小行星軌道逐漸加入，│些還跨過地球軌道，繞到太陽系內部來。這
    有些正圓，有些橢圓。  │些小行星偶而會遭遇其他天體撞擊，碎片四
    參考Cambridge Atlas p.│射，掉到地球上就成為隕石。
    154 小行星軌道圖。3D動│
    畫，小行星互撞，碎片四│
    射。                  │
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「我們知道，地球內部有一個以鐵鎳元
    景。2D動畫，地球內部的│素為主構成的核心，而外層的地殼則是由較
    剖面圖，原先混沌一團，│輕的石塊構成。造成輕重元素的分離，是一
    沈積逐漸發生，核心與地│種沈積的過程。現在看來，較大的小行星形
    涵及地殼的顏色變為不同│成的時候也經過了這樣的沈積過程，也就是
    。接不同隕石的畫面及圖│在小行星還沒有完全凝固前，重元素像鐵和
    片，中研院拍。        │鎳，沈到核心，輕的元素留在表面，形成地
                          │殼。因此小行星遭受撞擊之後的碎片，有些
                          │以石塊為主，有些則幾乎全是鐵質，這也就
                          │是造成地球上隕石種類不同的主要原因。」
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「有另一個明確的證據，證明這種使得
    景。                  │輕重元素分離的沈積過程的確發生過。那就
                          │是我們在鐵隕石的內部看到的規則花紋。」
                          │
    鐵隕石Widmannstatten  │主(O.S) ：這些花紋是金屬元素在從高溫的
    Pattern細拍，中研院畫 │液態，冷凝成為固態的時候，一個一個原子
    面，及Atlas p.120-121,│依序排列成的近乎完美的晶格。要使得金屬
    Mercury 3-4/92, p.51。│原子能夠排成這麼整齊的形狀，冷凝的過程
                          │必須非常緩慢，大約每一百萬年降低攝氏十
                          │度！
                          │
    太空星體照片。鏡頭PAN │旁：鐵的傳熱性質良好，如果有一團高溫液
    星體星系的影像。      │態的鐵直接暴露在冰冷的太空中，不出幾個
                          │小時，這些物質就會凝結成為一塊固態的頑
                          │鐵，溫度可以降到接近絕對零度。因此緩慢
                          │的降溫過程，只能在有外層地殼包裹的情況

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                          │下才會發生。
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「也就是因為這些花紋，所以從來就沒
    景。                  │有人能夠拿假的鐵隕石騙人。不過話說回來
                          │，小行星帶雖然是地球上隕石的主要來源，
                          │但不是唯一的來源。」
                          │
    參考Mercury 3-4/92 p. │旁：1979年，在南極洲發現了一塊隕石，化
    51.  火星隕石的照片。 │驗的結果，發現它內部包含的氣體成份，與
    3D動畫，紅色的火星表面│海盜號太空船在火星大氣層裡測量到的成份
    被撞，碎片飛向地球。  │，幾乎完全相同。因此天文學家相信，這塊
    Sky and Telescope 8/95│隕石是火星表面遭遇外來天體撞擊的時候，
    上火星隕石照片。      │噴發出來的碎片。撞擊的力量一定很大，使
                          │得部份碎片能脫離火星的重力場，千里迢迢
                          │，飛越將近一億公里的太空，掉到地球上來
                          │。
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「不只火星，離我們很近的月球，是另
    景。Dissolve月球。    │一個地球隕石的來源。我們只要抬頭看看月
                          │球表面的坑坑窪窪，就知道它曾經有過一個
                          │非常不愉快的童年。」
                          │
    月球全景，PAN高地的隕 │旁：月球在它最初形成的十億年裡，受到了
    石坑，再PAN顏色較深的 │許多太陽系早先形成之後，所留下來碎片的
    「海」。              │撞擊。在月球高地上鱗次櫛比的撞擊坑洞就
                          │是這一段歷史的見證。在這十億年之後，月
                          │球上的火山活動轉趨劇烈，湧出的岩漿覆蓋
                          │了百分之十六的表面，形成了平坦而顏色較
                          │深的區域，這些區域，就是我們今天所謂的
                          │「海」，像是「寧靜海」，「暴風雨海」等
                          │等。
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「當時太陽系裡的碎片慢慢減少，月球
    景。                  │表面受撞擊的情形也逐漸緩和。但是細看這
                          │些熔岩覆蓋的表面，我們仍然看到幾個大的
                          │驚人的隕石坑。」
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「這幾個撞擊坑裡，最大的是哥白尼隕
    景。                  │石坑，它的直徑有九十三公里。想想看在亞

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                          │里桑那州的大隕石坑，直徑不過 1.2公里，
                          │而隕石本身的大小，卻只有一兩百公尺，撞
                          │擊當時的能量就已經超過有史以來的任何一
                          │次核子試爆。那要產生直徑將近一百公里的
                          │隕石坑，撞擊的威力簡直無法想像，想來月
                          │球當時一定很鬱卒。」
                          │
    月球表面，圈出一個一個│主(O.S) ：從哥白尼隕石坑算起，依次是亞
    主要隕石坑，上字幕    │里士多德歷斯，布里阿德斯，伊拉德聖尼斯
    Copernicus（93公里）  │，以及亞里士提拉斯。這五個撞擊坑的直徑
    Aristoteles（87公里） │都大於50公里。較小的，介於25到50公里之
    Bullialdus（61公里）  │間的隕石坑，有24個。這些散落在月球熔岩
    Eratosthenes（58公里）│覆蓋的平原上的隕石坑，提供了我們一個估
    Aristillus（55公里）  │計隕石撞擊機率最直接的方法。
                          │
    阿波羅任務紀錄片，PAN │旁：阿波羅登月任務分析了月球的地質，確
    月球表面。            │認月球火山熔岩湧出，覆蓋地表的時期，應
                          │該是在三十五億年以前。因此這些熔岩平原
                          │─也就是「海」─上面的隕石坑的數目，也
                          │就可以用來估計，過去三十五億年裡，月球
                          │受到大規模撞擊的次數。簡單的計算顯示，
                          │大約每兩千萬年，月球表面就要承受一次巨
                          │大的撞擊。
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「那地球呢？粗略的觀察，我們在地球
    景。                  │上看不到什麼巨大的隕石坑。我們可能就想
                          │，真是老天有眼，大塊的隕石只找月球的麻
                          │煩，其實不然。」
                          │
                          │
    2D，地─月系統示意圖，│旁：地球和月球的平均距離是38萬 5千公里
    距離拉遠，見小行星帶。│，小行星帶距離地球軌道將近 3億公里。所
    地─月的比較。        │以從小行星帶看地球和月亮，就好像在一公
                          │里遠的地方看兩個相隔一公尺的人，近的幾
                          │乎沒有辦法分辨。因此外來物體撞擊月球有
                          │多頻繁，撞擊地球就有多頻繁。更不用說地
                          │球比月球強大 6倍的重力場，可以吸引更多
                          │碎片，以更高的速度撞上地球。
                          │
    地球表面的山林，平原等│旁：簡單的計算告訴我們，地球上平均每一

                                  5


    一般性畫面。          │兩百萬年，就會有一次較大的隕石撞擊，會
                          │造成直徑數十公里的隕石坑。但是為什麼我
                          │們在地球表面看不到這許多坑洞？我們或許
                          │會認為，地球有大氣保護，而月球沒有。
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「這個想法又是不對的。地球的大氣，
    景。                  │對於像棒球大小或者更大的隕石，幾乎沒有
                          │影響。」
                          │
    3D動畫，隕石對著地球高│旁：因為隕石落下來的速度，可以高達時速
    速落下。作側面2D動畫，│七萬公里。這麼高速的物體，穿過十幾公里
    隕石穿越薄薄的大氣層到│厚的大氣，到達地面，大概只需要幾秒鐘。
    達地面。接中研院拍隕石│在這幾秒鐘裡，雖然隕石表面因為摩擦，可
    畫面，表面薄薄的一層燒│以熱到幾千度，但熱度只能透進十分之一公
    焦。                  │分左右，也就是說，只有表面薄薄的一層燒
                          │焦了，其餘的部份幾乎不受影響。
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「地表曾經產生過的隕石坑，是如此的
    景。                  │不明顯，主要是因為地球本身環境的侵蝕，
                          │使得地形地貌不斷改變。這些因素包括了風
                          │力，水流，火山活動和板塊漂移。」
                          │
    地表景色，風力搖曳花草│旁：千萬年的滄海桑田，使得過去的人們即
    ，水流，河川，海洋，火│使走過一個史前的隕石坑遺跡，也可能毫無
    山等。樂起，接資源衛星│所知。但是今天的科技進步，太空梭和人造
    地表照片，Zoom in ，音│衛星對地球表面的照片，清楚的顯示了這些
    樂增強，接地表撞擊坑的│天外來的訪客，曾經在地球表面留下來的痕
    幻燈片。              │跡。
                          │
    ASP的"Terrestrial     │旁：到九０年代初期為止，科學家在地表大
    Impact Craters" 上p.3 │約找到了一百三十個隕石坑，直徑從一百四
    地球撞擊坑的參考。    │十公里到兩百公里，散佈在五大洲。這些隕
                          │石坑是在過去的二十億年裡先後造成的。
                          │
    接地表撞擊坑幻燈片#7, │旁：當年的隕石坑，今天可能只是廣袤平原
    #12 ,#13,#14,#15,#16, │上一圈淡淡的印子，或是崇山峻嶺間的一個
    #8（高山湖）。        │美麗的高山湖。有些甚至已經深埋地底，而
                          │在地質研究或是石油鑽探的時候才被發現。

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    主持人Standup，研究室 │主：「也就是在近年的一次石油鑽探裡，發
    景。                  │現了墨西哥東部Yucatan 半島邊上有過巨大
                          │的撞擊痕跡。」
                          │
    接世界地圖，Zoom in 墨│主(O.S) ：這次撞擊，大約發生在六千五百
    西哥Yucatan半島。     │萬年以前，也就是在陸地上的恐龍，和海洋
                          │裡的浮游生物和底棲生物大量滅絕的白堊紀
                          │末期。
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「雖然科學家對於這次撞擊，是由彗星
    景。                  │還是小行星造成的，仍然莫衷一是，但是無
                          │論如何，愈來愈多的證據顯示，外來天體的
                          │撞擊，影響深遠。」
                          │
    接植物畫面，接寧靜海洋│旁：撞擊當時所產生的灰塵，會遮蔽陽光，
    畫面，先有浪潮，再趨靜│使得地表上的光合作用停止。撞擊產生的高
    止。                  │溫，會使得空氣中的氮和氧直接化合，不但
                          │破壞了臭氧層，也會產生酸雨，改變海洋的
                          │酸鹼值，進而造成生物的大量滅絕。
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「外來天體的撞擊，可以急遽地改變地
    景。                  │表生物的演化，幾乎已經是一項不爭的科學
                          │事實。但我們有什麼辦法，對這樣的未來作
                          │出預測，而能夠進一步的掌握我們自己的命
                          │運呢？」
                          │
    3D動畫，鏡頭跟小行星旁│旁：1994年三月，一顆小行星1994 ES1，以
    ，由地球旁邊擦身而過。│十五萬公里的距離由地球旁邊經過。地─月
    另一顆小行星，由不同角│距離是三十八萬五千公里，因此在天文的標
    度，以更近的距離擦過地│準上，這顆小行星幾乎可以說是和地球擦身
    球。                  │而過。這個最接近的記錄，在1994年12月，
                          │被另一顆小行星1994 XM1打破，這顆小行星
                          │當時以十萬公里的距離掠過地球。如果地球
                          │有知，早就嚇出一身冷汗。
                          │
    天文台望遠鏡，追蹤觀測│旁：從九０年代開始，美國太空總署就計畫
    等畫面。              │成立由許多中小型望遠鏡組成的「太空監測
                          │網」，追蹤接近地球的小行星。

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    主持人Standup，研究室 │主：「從地球軌道到小行星帶的內緣，大概
    景。                  │三億公里。如果有一個直徑一公里的小行星
                          │，從小行星帶內緣對著地球前進，反射的太
                          │陽光，會使得這個小行星看起來像是一顆22
                          │等星。22等星雖然比肉眼能看到的 6等星暗
                          │上兩百五十萬倍，但對一個二米直徑的中型
                          │望遠鏡而言，是可以偵測得到的。」
                          │
    2D動畫，隕石撞上地球，│旁：一個一公里直徑的天體，撞上地球，會
    發生爆炸。接前面已有的│放出超過千億噸核爆威力的能量。天文學家
    小行星帶的2D動畫。    │相信，這樣大小的天體，在地球到小行星帶
                          │之間，大約有兩千個，但目前我們所知的，
                          │不到百分之十。
                          │
    回到天文台望遠鏡的外觀│旁：因此，藉著「太空監測網」的逐漸設立
    及內景，人員觀測的畫面│，科學家希望，在往後的二十五年裡，能夠
    。                    │確實的掌握這些會接近地球的天體的運行路
                          │徑，一旦在它們構成威脅的時候，能夠及早
                          │預警，才有充裕的時間尋求對策。
                          │
    主持人Standup，研究室 │主：「隕石掉到地球上，除了改變環境，影
    景。                  │響生物之外，還是有些比較正面的意義的。
                          │它可以幫助我們了解當初太陽系是怎麼形成
                          │的，甚至帶給我們一些生物起源的重要線索
                          │。」
                          │
    李太楓訪問（第7卷08:00│李：「隕石對我們非常重要，因為在地球上
    ）。（中間修掉兩句話）│最早的，也就是四十億年以前的石頭已經不
    Dissolve到下一段。    │存在了。我們知道太陽系有四十五億年以上
                          │的歷史，所以最前面的五、六億年的歷史，
                          │只有在隕石裡面找的到，被保存下來。」
                          │
    （8:41）              │李：「最重要的關於起源的問題，這包括了
    Dissolve到下一段。    │太陽系整個系統是怎麼形成的，和我們太陽
                          │系裡的生命是怎麼來的，隕石裡包含了早期
                          │太陽系的產物，甚至包括了別的星球的物質
                          │，進入太陽系要形成太陽系之前的狀態，都
                          │有一部份被保存在隕石的記錄裡面。」

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    （9:44）              │李：「還有就是有關生命的起源，在有種隕
                          │石裡面，它有一些胺基酸，這個胺基酸很有
                          │趣，有左旋與右旋，地球上的胺基酸都是左
                          │旋的，所以這裡面似乎保存了在我們太陽系
                          │生命初創，由無機物到有機物的一些過程。
                          │」
                          │
    樂起，回到Barringer隕 │主(O.S) ：「天地不仁，以萬物為芻狗。地
    石坑，主持人在遙遠的坑│球沒有免於被撞的自由，人類也就沒有免於
    緣上行走，鏡頭拉遠。  │恐懼的自由。不過從另一個角度來看，隕石
                          │也帶給我們太陽系，以至於生命起源的線索
                          │，讓我們不至於渾渾噩噩，不知己身所從出
                          │。所以總的來說，大自然還是公平的！」

   （上片尾70秒）