如果出一部名為《犯罪現場調查：希克蘇魯伯隕石坑》的美劇，你猜劇情會如何發展？沒錯，調查恐龍滅絕的原因。毫無疑問，這裡的“犯罪”現場就是墨西哥的優卡坦半島，研究人員在那裡發現了一個超級大隕石坑。但是，凶器是什麼呢——小行星還是彗星？你可能會覺得這其中沒有太大區別，就好比灑在路邊的士力架巧克力醬和奇巧巧克力條，都是巧克力，僅有細微差別而已。

但是，弄清楚到底是什麼東西在希克蘇魯伯附近砸出一個大坑，為哺乳動物的繁榮發展掃清障礙，對天文學家評估地球面臨的宇宙危險十分重要。

如你所知，彗星來自遙遠的地方，它們在內太陽系停留的時間也十分短暫。基於數十年的研究，科學家認為，彗星撞地球的可能性很小。然而，一項最新研究卻表明，彗星對地球的威脅可能比我們之前認為的大很多。特別是，我們尤其需要留意長周期彗星的威脅，而短週期彗星對地球的威脅確實不大。

人們認為，長周期彗星最不可能會撞擊我們的地球，因為它們極少穿過內太陽系（通常只出現一次），而且經過時的速度極快。所以，對長周期彗星而言，地球是一個極小的目標。長周期彗星被認為起源於奧爾特雲。奧爾特雲位於柯伊伯帶外，延伸幾光年（最遠可達20萬天文單位）一直到太陽系的邊緣。大多數來自奧爾特雲的物體永遠不會靠近太陽，但仍有極少數會滑過我們的天空。當它們接近太陽時，它們會被加熱進而攜帶的冰物質開始蒸發，形成明亮的慧發和慧尾。1997年，海爾-波普彗星經過內太陽係時為地球人帶來了壯觀景象。

1997年復活節期間，一名攝影師拍攝到的位於克羅地亞帕津上空的海爾-波普彗星

這些彗星受到太陽引力的影響十分微小。正是銀河系的力量，比如分佈不均勻的塵埃和氣體雲的綜合引力，將它們推向內太陽系。但是，短週期彗星（或者說木星族彗星），則被認為起源於柯伊伯帶，是經過海王星軌道時留下的結冰物質。在朝向內太陽系前進的過程中，海王星的引力會將它們向外“彈射”。等它們再次返迴向著內太陽系奔去時，它們最終會朝向天王星運動，然後在土星的協助下，重複“彈射”的過程，把這些物體拋給木星。木星是除太陽之外最大的擾動源，因為木星的質量是其他行星質量總和的兩倍。一旦進入木星的影響力範圍，彗星留在內太陽系的時間便進入倒計時，當彗星足夠接近木星時，便會被彈出太陽系。在此期間，有那麼一小段時間，存在彗星撞擊地球的可能，但是時間窗口很小很小，撞擊率極低。

在這項發表於《科學報告》上的新研究中，哈佛大學的天體物理學家阿米爾·西拉杰和阿維·勒佈為彗星的故事帶來了新的漣漪。他們通過計算得出，大約有20%的掠過地球軌道的長周期彗星，它們因為太靠近太​​陽，而有可能被潮汐引力撕裂。這個過程會產生很長的彗星碎片鏈，大大地增加了彗星碎片撞擊地球的機率。

彗星在十分靠近太陽時被潮汐引力撕裂，這樣的情況並不罕見。科學家也知道有幾組彗星十分有可能是潮汐碎片。例如，克魯茲族彗星包含上千顆在太陽周圍沿著相似軌道運動的彗星，人們認為它們都是某一顆在一千多年前分裂的大彗星的碎片。

西拉杰和勒布論文的主旨示意圖

根據對希克蘇魯伯隕石坑的研究，科學家可以推測撞擊物體的直徑大約為12公里。隕石坑下面發現的沉積物中包含的物質，通過與小行星有關。這並不奇怪。從天文學角度來說，大多數撞擊地球的物質，來自於小行星帶內部附近，小行星最密集的區域。事實上，地球隕石中，大部分的岩石在光譜上與小行星相關。

這些隕石因為太過常見而被稱為“普通”球粒狀隕石，或石隕石。大多數隕石反射的光，與我們用望遠鏡觀察小行星帶內部時看到的光類似。不穩定的軌道共振掠過小行星帶，當某個小行星進入這些共振區域時，行星（通常是木星）會強烈地擾動小行星的軌道，逐漸拉伸該小行星的軌道直至其變得越來越橢圓狀。這會將小行星從小行星帶內部推離，推向行星的領域範圍，而小行星帶外緣的小行星往往會因為太接近木星，而被徹底彈出太陽系。大部分接近中心的小行星會撞向太陽，只有很少一部分會撞擊地球。

2007年的一項研究提出，一顆來自小行星帶內部、與巴普提斯蒂娜族（Baptistina family）有關的小行星或許是造成空了滅絕的元兇。根據該研究，1.6億前，一顆更大的母小行星與其他小行星碰撞後，產生的殘骸形成了巴普提斯蒂娜族小行星。接著，巴普提斯蒂娜族小行星中的一員偶然闖入木星導致的不穩定軌道共振區域，於是被彈入內太陽系，最終在6500萬年前撞擊地球。然而，撞擊後留下的沉積物顯示，撞擊地球的物體與普通的球粒狀隕石不太一樣，反倒更像碳質球粒狀隕石，這便涉及另一種類型的小行星（通常來自外小行星帶）。

起先，人們認為，巴普提斯蒂娜族小行星在組成上，與碳質球粒狀隕石相似。但後來的研究表明，這些小行星更接近普通球粒狀隕石。而且巴普提斯蒂娜形成的時機也往後推遲了很多，大約發生在8000萬年前，進而給6500萬年前的撞擊事件留下的時間機會大幅縮小。所以，巴普提斯蒂娜小行星撞擊致使恐龍滅絕的猜想不再盛行。當然，人們並沒有完全排除小行星的可能性。或許，另一個碳質小行星撞擊了地球，殺死了恐龍，也不是不可能。

最近一項發表在《科學進展》上的研究便探討了另一顆碳質小行星撞擊地球的可能性。論文的共同作者喬安娜·摩根表示，直徑約12公里的小行星撞擊地球，導致恐龍滅絕，這一點如今“無可爭議”。論文的研究人員寫道，從撞擊坑取回的湖底岩芯之一“完好地保存了希克蘇魯伯撞擊事件後在隕石坑內留下的直接後果痕跡，使用不同的地球化學示踪物可以解開這些痕蹟的謎團。借助這些示踪物，小行星撞擊在最初幾個月到新生代數千年內對生物圈和全球環境的影響，以及希克蘇魯伯撞擊物體的命運，這些細節可以無比清晰地呈現在我們眼前。”

已有證據表明，能夠導致恐龍滅絕的小行星，大約每3.5億年撞擊地球一次。如果不考慮潮汐破壞，長周期彗星撞擊地球的概率極低，可能滅絕恐龍級別的彗星撞地球事件僅那麼一次而已。但是，在考慮了潮汐破壞之後，西拉杰和勒布發現，這種撞擊頻率與小行星的撞擊頻率幾乎在一個水平上。但是，相同的潮汐破壞過程不會提高小行星的撞擊頻率，因為小行星太過密集，不容易受到潮汐破壞。

西拉杰和勒布提出的彗星分解模型前提是，需要一顆直徑至少為40公里到60公里的彗星，朝向內太陽系運動。這顆彗星無疑是一個龐然大物，相當於紐約市的大小——從史泰登島最南端到布魯克斯最北端（理想情況下，大約一小時的車程）。不過，這麼龐大的彗星，我們也不是沒見過，海爾-波普彗星就有這麼大。但是，這麼大的彗星在潮汐撕裂後，產生的碎片大小，很難推測。即便如此，西拉杰和勒布通過計算認為，碎片的直徑大約在七公里左右，足夠導致恐龍滅絕。

雖然新穎，但這個模型仍存在很大的不確定性。種種跡象表明，內太陽系的多數撞擊事件的“肇事者”均是小行星，至少，我們看到的那些撞擊坑，大多是小行星造成的。水星、火星還有月球上的隕石坑大小分佈與近地小行星的大小分佈吻合，說明撞擊行星的物體就是這些近地小行星。（地球上也有這些大大小小的隕石坑，不過它們要么被地質活動掩蓋，要么被侵蝕覆蓋了而已。）

另外，彗星分解模型還要求，每一次大彗星因為過於接近太陽而被撕裂時，須產生大量碎片。模擬發現，撕裂的物體會在潮汐力的作用下，被拉成長條，重新聚集成10到20個物體。1992年，休梅克-利維9號彗星在太靠近木星時，被木星的強大引力扯裂成大約20個碎片。這些模擬過程與休梅克-利維9號彗星的自然現象吻合。值得一提的是，克魯茲族彗星中的數千顆彗星也被認為，來自一系列的彗星分解事件，而非單個彗星的分解。相反，新模型需要產生數百至上千個碎片，才能將彗星撞擊的概率提高到與小行星撞擊概率相同的水平。

圖中的冰凍碎片鏈（包含21個碎片，未全部展示）屬於休梅克-利維9號彗星，長約710000公里，是地球到月球距離的三倍

接著是銥元素。全世界廣泛的地質挖掘表明，撞擊之後，會有一層富含銥元素的物質沉積下來。由於銥元素是“非常親鐵的”元素，所以地球上的銥元素幾乎都在地核內，而在地球的其他地方，銥元素極其稀有。因此，科學家認為，這些富含銥元素的物質來自太空。滅絕恐龍的兇手必然含有豐富的銥元素，足以在地球上留下一個覆蓋全球的富含銥元素的物質層。

那麼，彗星的銥元素含量夠嗎？這取決於彗星的構成。雖然能用來檢測的彗星碎片不多，但NASA的星塵號飛船從維爾特二號彗星帶回的樣本告訴我們，它們與碳質球粒狀隕石飛船相似，而已知碳質球粒狀隕石含有銥元素（儘管含量比普通球粒狀隕石的少）。按道理說，彗星撞擊物體的銥元素含量不會比小行星的少很多，但具體情況仍有待進一步研究。

這就使得我們一隻腳踏上了無人之地。雖然巴普提斯蒂娜族小行星理論已經成為過去，但碳質小行星的數量足夠豐富，仍可以成為可信的小行星撞擊物體，並且也能匹配所有數據。但這並不能完全排除西拉杰和勒布提出的彗星撞擊物體理論，因為潮汐破壞在（通過產生彗星碎片）提高彗星數量時，也大大增加了彗星碎片撞擊行星的機率。至少，在未來計算撞擊概率的時候，我們需要考慮彗星碎片的因素。

但顯而易見的是，哪怕彗星撞擊沒有滅絕恐龍，被太陽引力撕扯成碎片的彗星，對地球的威脅，遠比我們以前想像的要大。（勻琳）