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从《君の名は》看地球的陨石坑和撞击率

3年前浏览1781

pms伐开心,不想科研,写文章玩……

上个月底才看了《君の名は》,日本都快下线了,我也是够拖延的……看完出于职业病,对糸守町的陨石坑和撞击率超级介意啊……



首先是系守町这几个撞击坑的情况


神社所在的那个洼地和原先的糸守湖都是1200年前彗星撞击形成的,电影里这次的陨石坑就在系守湖旁边,比直径约1km的系守湖还明显大一些,也就是:这个地方约千年时间尺度下砸出了三个直径>1km的陨石坑,位置还特别近


↓ 神社所在的那个洼地(我也不知道叫啥)

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↓ 糸守湖(http://i.imgur.com/CDNZHbV.jpg)和神社所在的那个洼地(红圈那个)

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我相信很多人都能感觉到:这不科学


那么有多不科学?强迫症的我忍不住认真了一把orz



地球的撞击坑成坑率


目前,The Earth Impact Database (http://www.passc.net/EarthImpactDatabase/index.html)收录的已确认的地球陨石坑有190个,未收录的疑似陨石坑有130个。


↓ Impact Field Studies Group(http://impacts.rajmon.cz/) 截止到2010年的已确定和高度疑似的陨石坑统计分布如下,北美、澳大利亚和欧洲部分地区明显比较高,嗯,日本目前一个都没有(神马?你说网上看到好多圣地巡礼的原型照片了?不好意思,那些都是火山喷发之后留下的火山口,虽然有的时候也叫crater,但不是impact crater)……

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Impact Field Studies Group (http://impacts.rajmon.cz/data/)给出的直径1km以上的撞击坑成坑率约在 1.3×10^(-6)个/10^6 km²/year,就是每年每一百万平方公里范围内大概被撞出 1.3×10^(-6)个陨石坑,更直观一点,统计意义上来说,全球陆地范围内每5000年大概被撞出一个直径1km以上的陨石坑,且越大的撞击坑,形成率越低。


但是地球是一个地质活动依然很活跃的星球,各种地质活动、生命活动都可能抹掉陨石坑的痕迹;而且地球还有大气,很多本来可以形成1km尺度的撞击坑的陨石最终没能成功撞在地表上或者最终没有形成这么大的陨石坑,所以我们还是有理由怀疑实际的陨石坑成坑率比这个要高的


好在,我们有天然的参照物——月球。没有大气,也没什么地质活动了,简直完美。



月球的撞击坑成坑率


不同的统计方法和假设模型得出的撞击成坑率略有不同,下图是三个不同的撞击坑统计模型下的撞击坑生成率log图,横坐标为撞击坑直径,纵坐标为撞击坑密度(累计),三个模型的直径>1km的撞击坑密度约在10^(-4)~10^(-2)个/km²/Gyr,也就是10^(-7)~10^(-5)个/ 10^6 km²/yr,还是按最高的算, 10^(-5)个/ 10^6 km²/yr也就比地球高了一个量级嘛~

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目前人们基本接受了内太阳系的星体曾经一度共同经历过剧烈的撞击:由于木星和土星轨道变化引起的重力摄动彻底打乱了小行星的轨道,于是这些小行星穿过了内太阳系,剧烈撞击内太阳系内的行星及其卫星,这一事件称为后期大撞击(LHB),约结束于39亿年前。也就是说,在那之前内太阳系星体的撞击成坑率应当非常高,而此后基本趋于缓和。实际考虑LHB的影响,近年的撞击坑生成率可能没有这么高,但小撞击坑也很容易被各种空间风化作用抹去,所以39亿年前的影响是否能保留到今天也是个问题,所以对于小撞击坑,反应的近期程度还是比较高的,但这个尺度的小撞击坑还有可能是大撞击坑溅射物的二次撞击坑,也就是说统计的数目里很多都不是直接的陨石撞击坑。不管了,总归我们往高了算,就它了~




那么电影里的撞击坑率呢?


看一下故事发生的岐阜県飛騨市,维基显示的面积为792.53 km²

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那么飛騨市近年的直径>1km的撞击成坑率最起码有:

3/ 792.53 km² / 1200 year =  3.15 个/10^6 km² /yr

实际面积更小,因为根本不是均匀分布在飛騨市的啊,明明就聚集在很小一块范围……


但我们宽宏大量,放宽到整个岐阜県好了,维基显示的面积为10,621.29 km²

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时间尺度也给放宽点,放大到万年尺度,那么岐阜県近年的直径>1km的撞击成坑率最低也得有:

3/10,621.29 km² / 10000 year =  0.028 个/10^6 km² /year


前面我们说的地球近年撞击坑成坑率上限是多少来着? 敲黑板!10^(-5)个/ 10^6 km²/yr好嘛!


嗯,也就高了三千倍(还不算我们放宽了的1000倍量级的误差,嗯)


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行吧,果然是被神选中的地方o(╯□╰)o



Reference

  • Shoemaker, E.M., Batson, R.M., Bean, A.L. et al.(1970), Preliminary Geologic Investigation of the Apollo 12 Landing Site, Part A, Geology of the Apollo 12 Landing Site, Apollo 12 Prel. Sci. Rep., NASA SP-235.

  • Hartmann, W.K.(1971), Martian Cratering 3:Theory of Crater Obliteration, Icarus, 15, 410–428.

  • Baldwin, R.B.(1971), On the History of Lunar Impact Cratering: The Absolute Time Scale and the Origin of Planetesimals, Icarus 14, 36–52.

  • Hartmann, W.K., et al.(1981), Chronology of Planetary Volcanis m by Comparative Studies of Planetary Craters, Basaltic Volcanis m on the Terrestrial Planets, Pergamon Press, Elmsford, NY, pp. 1050–1127.


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首次发布时间:2021-08-02
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