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撞击与生命集锦9篇

时间:2023-10-09 11:02:26
撞击与生命范文1

【摘要】 目的 建立一种新型大鼠肝脏钝性撞击伤模型,并进行评价。方法 健康SD大鼠42只,随机分为3组(n=14)。通过增加了T型二次打击头的改良型生物撞击机,用轻、中、重3种质量的钢球分别撞击1组大鼠,复制出3组损伤程度不同的大鼠肝脏钝性撞击伤模型,即轻度致伤组、中度致伤组、重度致伤组。各组再按观察指标不同,随机平分为A组和B组。测定大鼠A组致伤前后生命体征变化及自然存活数,B组致伤前后血清中谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)含量及致伤后腹腔内出血量。所有大鼠死亡后均进行损伤分级并进行评分。结果 各组平均股动脉压致伤后均低于致伤前(P

【关键词】 肝脏损伤;撞击伤;动物模型

Abstract: Objective To establish and evaluate a new type model of blunt impact injury of liver in rats.Methods Totally 42 healthy SpragueDawley rats were randomly pided into 3 groups(mild injury group,moderate injury group and severe injury group).By the improved biological impact machine with a Ttype secondhit head,3 groups of hepatic bluntimpact injury model were established respectively with three differentweight steel balls.Then each group was randomly pided into A group and B group on account of the difference of items measured.The difference in vital signs before and after injury and the number of natural survival animals after injury in A group were measured.AST,ALT content in serum before and after injury and the amount of intraabdominal hemorrhage of animals after injury in B group were measured.The injury of all rats was classified and given a score after the death.Results The average femoral artery pressure after injury in each group was significantly lower than that before injury(P

Key words:liver injury;impact injury;animal model

撞击伤一般是指生物机体与其他物体相互撞击而引起的机体的钝性损伤。它是平时意外事故(如高空坠落、暴力事件等)特别是交通事故中的常见伤类。战时投射物撞击各类盔甲引起的机体非贯穿性损伤也是一种较为常见的撞击伤。而肝脏又是这类损伤时最易受伤的器官之一。肝脏损伤后的大出血、休克及并发症严重危及患者生命。文献报道肝脏损伤的死亡率高达14%~40%[1]。因此为挽救生命,对肝脏撞击伤的基础和临床研究显得尤为重要。肝脏撞击伤及其合并脏器损伤的各种研究需要高质量的动物模型,其先进与否,直接影响课题的研究结果和研究效率。笔者通过对第三军医大学大坪医院野战外科研究所全军战创伤中心研制的BIMⅣ型生物撞击机(图1)进行改良,复制大鼠肝脏钝性撞击伤模型,并在此基础上进行评价,旨在为肝脏撞击伤的研究提供一个更有效的动物模型,并可用于进一步的病理机制和伤后救治的研究。

资料与方法

1 实验试剂、动物、仪器

谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)测定试剂盒由南京建成生物工程有限公司提供;SD大鼠由第三军医大学大坪医院实验动物中心提供;自制BIMⅣ型生物撞击机改良型(图2),由钢球、钢管、二次撞击头、动物固定台、支架等组成;多功能生理监护仪;Sartorius电子天平。

图2 自制BIMⅣ改良型生物撞击机示意图

2 模型制备

健康SD大鼠42只,雌雄不限,体重220~240g,鼠龄90~100天。大鼠于实验前标准实验室饮食适应1周,实验前8小时禁食,不禁水,随机编号。大鼠2%戊巴比妥钠(45mg/kg)腹腔内注射麻醉后,取仰卧位固定于鼠板,腹部及右腹股沟部备皮。分离右股动脉并肝素化(20U/ml)。右股动脉插管,通过压力传感器连接于多功能生理监护仪,监测心率及血压并用于取血。插管成功后,将其置于自制BIMⅣ改良型生物撞击机打击头下,分别采用3种质量的钢球自撞击机导管1m高处以自由下落的方式对打击头进行撞击,打击头直径1.2cm。打击头获得动能和动量,对动物剑突与右肋弓夹角处行二次打击致肝脏钝性撞击破裂伤。

撞击过程的动力学参数:撞击动能E=mgh,g=9.8m/s2;撞击动量P=mv;撞击速度v=2gh=2×9.8×1≈4.427m/s;自由落体运动时间T=2h8=2×19.8≈0.452s;打击面积S=πr2≈3.14×0.62=1.1304cm2。

3 分组

健康SD大鼠42只,随机分为3组(n=14):(1)轻度致伤组:致伤钢球重162g,直径34mm,E1=0.162×9.8×1≈1.588J,P1=0.162×4.427≈0.717kg.m/s;(2)中度致伤组:致伤钢球重225g、直径39mm,E2=0.225×9.8×1≈2.205J,P2=0.225×4.427≈0.996kg.m/s;(3)重度致伤组:致伤钢球363g、直径44mm,E3=0.363×9.8×1≈3.557J,P3=0.363×4.427≈1.607kg.m/s。各组按观察指标不同,随机平分为A组和B组。不设对照组,采用自身对照比较。

4 观察指标

4.1 致伤前后生命体征变化:观察各致伤组A组大鼠致伤前后呼吸、心率,主要监测股动脉压的变化以代表肝脏损伤程度。

4.2 AST、ALT含量:各致伤组B组大鼠致伤前和致伤后1小时,从股动脉抽取血液0.5ml,测定血清中AST、ALT含量,具体方法按南京建成生物研究所提供的试剂盒说明书进行。

4.3 腹腔内出血量:上述B组大鼠在致伤后1小时抽完血后处死,进行剖腹,用先在精细天平上称好干重的棉球,仔细在大鼠腹腔内吸尽出血和凝血,立即称重,减去棉球干重即为出血量。

4.4 脏器伤情特点及损伤分级:对各致伤组大鼠死亡后均进行大体解剖,详细检查和记录肝脏损伤的类型、特点、严重度以及有无心、肺、胃肠道等脏器的合并损伤,照相留取资料,并套用1989年提出、美国创伤外科学会(AAST)1994年修订的肝损伤分级标准[2]进行分级和评分。

4.5 大鼠致伤后存活情况:观察各致伤组的A组大鼠致伤后2、4、8、12小时自然存活数。

5 统计学方法

数据以均数±标准差(±s)表示,应用SPSS16.0统计软件进行数据处理。以P

结 果

1 大鼠致伤前后生命体征变化

重度致伤组有4只大鼠致伤后出现呼吸暂停,2秒钟后呼吸运动恢复。各组均出现明显呼吸频率和心率的急剧加快,呼吸频率最高达121次/min,心率最高达447次/min。随着伤后时间的延长,大鼠呼吸和心率逐渐减慢,呼吸频率伤后2小时最高达92次/min,心率最高达395次/min,但仍未恢复至伤前的水平。各致伤组A组监测致伤前和致伤后10分钟血压变化见表1。致伤前后平均股动脉压差异有统计学意义,致伤后平均股动脉压均明显低于致伤前(P中度致伤组>重度致伤组(P

2 血清中ALT、AST含量

各致伤组B组大鼠致伤前和致伤后1小时血清中AST、ALT含量变化见表2。致伤前后AST、ALT含量差异有统计学意义,致伤后AST、ALT含量均明显高于致伤前(P

3 腹腔内出血量

各致伤组B组大鼠致伤后1小时腹腔出血量见表3。各组腹腔出血量差异有统计学意义,为轻度致伤组

4 脏器伤情特点及肝脏损伤分级

因为增加了打击头装置并固定了剑突与右肋弓夹角处为打击点,该打击点解剖位置正好位于大鼠肝脏的中叶和左中叶上方,因此各组肝脏损伤主要集中在中叶和左中叶范围内。肝脏损伤的类型主要有肝包膜下出血、肝脏单纯性裂伤、星芒状裂伤、肝叶断裂、肝实质广泛裂伤合并大血管损伤。

轻度致伤组肝中叶损伤11例,左中叶损伤0例,两叶损伤3例;其中肝包膜下出血3例,单纯性裂伤9例,星芒状裂伤2例,损伤面积0.42~0.67cm2。中度致伤组肝中叶损伤8例,左中叶损伤0例,两叶损伤6例;其中单纯性裂伤5例,星芒状裂伤9例,损伤面积0.61~0.87 cm2。重度致伤组肝中叶损伤1例,左中叶损伤0例,两叶损伤13例;其中星芒状裂伤10例,肝叶断裂3例,肝实质广泛裂伤合并大血管损伤1例,损伤面积0.69~1.17cm2。除重度致伤组有3例合并肺损伤,余未见合并肺损伤,损伤为右肺下叶血肿及轻度裂伤。心脏及胃肠道未见损伤。肝脏损伤评分见表3。各组肝脏损伤评分差异有统计学意义,为轻度致伤组

5 大鼠致伤后存活情况

大鼠死亡原因主要为肝破裂失血。各致伤组的A组实验动物致伤后2、4、8、12小时自然存活数见表4。表1 致伤前和致伤后10分钟大鼠平均股动脉压的变化

讨 论

建立一种理想的肝脏创伤动物模型是进行肝脏创伤基础及临床科研的先决条件。对创伤实验动物模型评价的主要标准是看其能否在实验动物上复制出形态学改变、病程及对治疗反应上与人类肝脏创伤病理生理相类似的特点,且理想的肝脏创伤动物模型还应具有模型稳定、可重复性好、建模过程简单、损伤程度均一、能以损伤强度的不同分级调节且费用低廉等特点[3] 。

BIMⅣ型生物撞击机造模已被多篇文献报道[4,5],其主要用来制作胸腹联合伤模型。原理是采用两个重362.8g,直径44mm的钢球自撞击机导管1m高处以自由下落方式对兔上腹部剑突处撞击致伤。由于钢球直接作用于机体,打击部位和面积无法精确控制,其致伤结果不仅包括肝脏,还包括肺脏、心脏和肋骨,致伤范围难以控制、损伤程度不均一、可重复性差,无法达到较精确的复制单纯肝脏钝性撞击伤模型的目的。因此,笔者借鉴和综合尹志勇等[6]设计的多功能小型生物撞击机打击头的特点,引入二次打击头的概念,在BIMⅣ型生物撞击机的基础上,增加一铝合金管加工所制的轻质T型二次打击头,缩小并定量了打击面积,从而更精确的复制了肝脏钝性撞击伤的模型。

通过研究结果发现,该装置不仅达到了可复制肝脏单纯钝性撞击伤模型的目的,损伤程度还可通过改变钢球质量和打击高度进行分级调节,而且应用的模型动物是大鼠,价廉易得,可大量复制。最关键的是,在某一强度的打击致伤级别上,肝脏损伤的程度较一致,变异小,亦即均一性较好,对于各种肝脏创伤研究来说可减小研究个体之间的差异性所造成的干扰,使研究得到更好的结果。需要指出的是,因为该模型的轻度致伤组的损伤程度往往达不到各种研究所需的严重程度,重度致伤组由于损伤程度过重,存活率较低,且损伤变异程度也增大,而中度致伤组损伤程度适中,创伤后的病理过程与临床特征更为接近,有一定的死亡率,所以中度致伤组比较适合于各种实验研究。该模型装置与尹志勇等设计的多功能小型生物撞击机相比,对技术要求也相对较低,轻便灵活,可操作性好。

综上所述,实验性肝脏创伤模型的建立方法较多,但单纯肝脏钝性撞击伤模型介绍较少。该模型虽然存在功能单一、打击强度还无法精确地测量的缺点,但由于肝脏功能复杂和肝损害因素的多样性,任何一种实验模型都不能全面、准确地反应特定肝损伤的本质,所以必须按照具体科研目的设计特殊的模型[7]。该大鼠肝脏创伤模型建模过程简单,具有稳定的肝脏损伤的伤情特点,可重复性好,损伤程度均一并可分级调节,费效比低,成为可用于进一步病理机制和伤后救治研究的一个有意义的选择。

参考文献

[1]Locher S,严群.肝、脾和肝脾联合损伤的诊断、治疗及后果[J].德国医学,1996,13(3):160-162.

[2]Moore EE,Cogbill TH,Jurkovich GJ,et al.Organ injury scaling: spleen and liver (1994 revision)[J].J Trauma,1995,38(3):323-324.

[3]田华,张喜平,陈力,等.重症急性胰腺炎大鼠模型制备的技术改良[J].中华急诊医学杂志,2005,14(3):211-214.

[4]吴红涛,麻晓林,蒋耀光.实验性胸腹撞击伤动物模型的建立及其伤情特点研究[J].创伤外科杂志,2004,6(4):279-281.

[5]张晓华,孙海华,孙士锦,等.雌激素对肝脏撞击伤后免疫功能的影响[J].创伤外科杂志,2007,9(4):355-358.

撞击与生命范文2

这里我们将要介绍的,便是有关生命进化的十项最伟大的发现。

1.恐龙灭绝的K—T小行星撞击

理论(1980年)

1980年,美国加利福尼亚大学伯克利分校的地质学家沃尔特·阿尔瓦雷茨领导的研究小组提出,一颗直径大约10千米的小行星撞击地球,导致地球几乎毁灭,是6500万年前恐龙灭绝的主要原因。而这颗撞向地球的小行星,被科学家命名为巴普蒂斯塔纳。他们得出这一结论的主要依据是:在全球范围内,K—T界线附近的黏土层中,铱元素的含量异常偏高。铱是—种地球上的稀有元素,却是陨星里最为普通的元素。K—T界线介手白垩纪和第三纪之间,即大约6500万年前,与恐龙的灭绝是同一时间。

在邀个惊人的观点发表不到10年后,人们在墨西哥的尤卡坦半岛发现了撞击灾难的直接证据——奇科苏卢布陨石坑。这_发现为撞击理论提供了有力的支持。

但是,由于外星撞击与恐龙灭绝的因果关系至今还没有科学上的证明,所以对这一理论的质疑始黼停止。

地球上的铱元素主要集中在地核。1983年美国夏威夷基拉韦厄火山喷发,科学家在分析该火山喷出的烟尘时发现其中铱元素含量也很高。这就表明,地球各处K—T界线附近含量很高的铱沉积不一定来自外层空间,火山喷发也可以把铱元素带出来,并随火山灰遍布全球。而白垩纪末期是地球火山活动最频繁的时期,其中印度西部的德干火山喷发被认为是过去2.5亿年以来最大的火山喷发事件。德干火山喷发从开始到结束,为距今6700万年一6400方年前,持续时间为300万年,断断续续喷发了100次—500次,而最激烈的大规模喷发事件则发生在距今6540万年—6520万年前这段时间。

撞击与生命范文3

发展历史

安全气囊的第一个专利始于1958年。1970年就有厂家开始研制可以减轻碰撞事故中乘员伤害程度的安全气囊;20世纪80年代,汽车生产厂家开始逐渐装用安全气囊;进入90年代,安全气囊的装用量急剧上升;而进入新世纪以后,安全气囊几乎已经成为汽车的标准配置。

作用原理

汽车安全气囊系统由碰撞传感器、控制模块、气体发生器及气囊等几个主要部分组成。

碰撞传感器于检测碰撞时的加速度变化,并将碰撞信号传给气囊电脑,气囊控制模块对这些信息加以分析判断,决定是否向气体发生器发出点火命令。一旦气体发生器接到点火命令,其内部的氮化钠或硝酸铵等物质会迅速发生反应产生大量气体充满气囊。隐藏在车内的安全气囊就在瞬间充气弹出,在乘员的身体与车内零部件碰撞之前能及时到位,在人体接触到安全气囊时,安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气,从而起到铺垫作用,减轻身体所受冲击力,最终达到减轻乘员伤害的效果。

存在的问题

安全气囊技术虽然已经发展了半个世纪,但在实际使用中也存在一些问题。

1 .气囊可能在很低的车速时打开

汽车在很低车速行驶而发生碰撞事故时,乘员和驾驶员系上安全带即可,完全不需要安全气囊展开起保护作用。如果这时展开气囊反而会造成不必要的浪费,甚至还可能因安全气囊的展开加重碰撞伤害。

2 .气囊的启动会对乘员造成伤害

安全气囊系统启动时将冲开气囊盖板,并且在瞬间展开充气,很可能对乘员造成冲击;产生的灼热气体也会灼伤乘员和驾驶员。据计算,若汽车以60km的时速行驶,突然的撞击会令车辆在0.2秒之内停下,而气囊则会以大约300km/h的速度弹出,而由此所产生的撞击力约有180公斤,这对于头部、颈部等人体较脆弱的部位就很难承。

3 .气囊打开需要合适的速度和碰撞角度

从理论上讲,只有车辆的正前方左右大约60°之间位置撞击在固定的物体上,速度高于30公里/小时,这时安全气囊才可能打开。然而在一些实际道路事故中,例如当轿车与没有后部防护装置的卡车发生钻入性追尾事故,或轿车碰撞护栏后发生翻车事故,或发生车身侧面碰撞等,这样的事故往往没有车身前部的直接撞击,主要是车身上部和侧面发生碰撞,碰撞车身部位的刚度很小,虽然车舱发生了很大的变形,造成了车内乘员受伤或死亡,但是由于碰撞部位不对,有时候气囊并不能打开。

4 .气囊的保护作用因人而异

当乘客偏离座位或座位上无人或儿童乘坐时,气囊系统的启动不仅起不到应有的保护作用,还可能会对乘员造成一定的伤害。

使用注意事项

由于安全气囊系统存在一定危险性,同时需要正确使用才能发挥SRS系统的作用,因此对于配备安全气囊的车辆,在日常使用时,需要注意一些事项。

1.在确保正确驾驶姿态的情况下,驾驶者应将座位尽量向后移,以便有足够空间使安全气囊在发生意外扩张后充分发挥其保护作用。

2.安全气囊需要与安全带配套使用,没有安全带,安全气囊的安全效果将要大打折扣。据调查,单独使用安全气囊可使事故死亡率降低18%左右,单独使用安全带可使事故死亡率下降42%左右,而当安全气囊与安全带配合使用时可使事故死亡率降低47%左右。由此可见,只有两者相互配合才能最大可能的降低事故的死亡率。

3.现在很多汽车带有副驾驶气囊关闭功能,建议在副驾驶无人时关闭。

4.12岁以下的小孩应坐在汽车的后排,并扣上安全带,绝对不能把小孩放在前排,气囊起爆时的巨大冲击力对于他们来说甚至可能有致命的危险!

撞击与生命范文4

最近,俄通信社资深记者斯维特兰娜・沙波瓦洛娃撰写的《K-314号核潜艇与美国‘小鹰’号航母相撞真相解密》纪实性专题研究,终于向世人还原了历史的真相,并对两舰艇碰撞事件做出了客观和公正的结论。

奉命迅速返航

1984年是全球最为动荡的一年。当时,中东爆发了伊拉克和伊朗之间的战争;印度总理英迪拉・干地遇刺身亡;波兰格但斯克工人与警察发生了大规模的,导致全国实行战时状态。为应对日趋紧张的国际形势,苏联海军核潜艇部队接到了刚上任不久的苏联共产党总书记康斯坦丁・契尔年科关于“实施全球战略巡航”的命令。此时,美国海军“小鹰”号航母战斗群正在日本海举行美韩“协作精神”联合实战军事演习。当然,苏联海军太平洋舰队核潜艇部队不会对此熟视无睹。

同年3月9日,正在海上指挥K-314号核潜艇举行实弹射击训练的艇长――叶夫谢延科海军中校,接到了太平洋舰队第26师师长别洛乌索夫海军少将的命令,要求K-314号核潜艇立即停止训练,迅速返回核潜艇基地,以做好对正在日本海进行“协作精神”联合实战演习的美国海军“小鹰”号航母战斗群进行严密跟踪和监视的准备。由于舰艇无线电信号时好时坏,叶夫谢延科起初误认为命令627级潜艇执行此项任务。当叶夫谢延科向别洛乌索夫海军少将证实时,得到了斩钉截铁的回答:是正在进行实弹演习的671V级K-314号核潜艇,而不是627级潜艇。于是,叶夫谢延科立即命令核潜艇停止训练,并于当晚返回了位于苏联滨海边疆区的太平洋舰队巴甫洛夫斯克核潜艇基地。在核潜艇基地,叶夫谢延科按照上级关于搜索和跟踪“小鹰”号航母战斗群的作战预案进行了周密的战前准备。 苏联太平洋舰队巴甫洛夫斯克潜艇基地

3月10日,K-314号核潜艇驶离巴甫洛夫斯克核潜艇基地,前往日本海中部海域。4天后,K-314号核潜艇发现了美国海军“小鹰”号航母战斗群的行踪。在随后7昼夜时间里,由于天气等原因,K-314号核潜艇遂行搜寻和跟踪“小鹰”号航母战斗群的任务并非一帆风顺。当时,根据美国媒体报道,美国海军“小鹰”号航母战斗群曾经多次发现了K-314号核潜艇的跟踪和监视,并对其实施了15次反潜鱼雷模拟发射。

俄著名军事专家B・B・科斯特里琴科和B・A・艾森贝格在撰写的《苏俄海军灾难和事故大事记》一书中也曾写道:“在最初几天时间里,美国海军‘小鹰’号航母战斗群多次发现了苏联海军K-314号核潜艇。在对K-314号核潜艇进行15次反潜鱼雷模拟发射后,摆脱了K-314号核潜艇的监视与跟踪。”此时,美国海军“小鹰”号航母战斗群驶入了朝鲜海峡,而苏联海军K-314号核潜艇还停留在日本海。而且,海上浓雾天气增加了K-314号核潜艇搜寻和监视“小鹰”号航母战斗群的难度。

遭遇浓雾袭击

由于遭遇浓雾天气和通信受阻,K-314号核潜艇遂行搜寻任务并不顺利。3月20日,叶夫谢延科命令K-314号核潜艇上浮到潜望镜深度,对“小鹰”号航母战斗群进行了大约1个小时的搜寻和监视。也许是发现了K-314号核潜艇在水下的行踪,“小鹰”号航母战斗群处于无线电静默状态。要知道,当在水下全速前进时,K-314号核潜艇核动力系统会产生很大的噪声。当上浮到潜望镜深度搜寻时,K-314号核潜艇的坐标早已被“小鹰”号航母战斗群标定。通过潜望镜深度侦察,叶夫谢延科发现“小鹰”号航母战斗群无线电信标已经停止工作,其舰载战斗机飞行训练也已经全部终止。于是,叶夫谢延科立即命令核潜艇紧急上浮到水面,向太平洋舰队基地指挥所发去“K-314号核潜艇与‘小鹰’号航母战斗群失联”的电报。很快,太平洋舰队指挥所给K-314号核潜艇发回了“小鹰”号航母战斗群的经度和纬度,以及航向、航速和坐标等情报。按照太平洋舰队指挥所提供的坐标,K-314号核潜艇紧急下潜,再次开始对“小鹰”号航母战斗群实施搜索和监视。 K-314号核潜艇准备对美国航母战斗群进行监视

3月21日早晨,浓雾不仅没有消散,反而愈加严重,它就像一个大锅盖将整个海面牢牢盖住。叶夫谢延科命令核潜艇上浮到水面,搜寻和监视美国海军“小鹰”号航母战斗群。上浮后,叶夫谢延科发现“小鹰”号航母战斗群躲藏在了一群岛屿附近。于是,叶夫谢延科命令核潜艇下潜到潜望镜深度,监视“小鹰”号航母战斗群的动向。在潜望镜深度监视和观察了大约10个小时之后,K-314号核潜艇发现“小鹰”号航母战斗群重新驶向了公海。不知何原因,“小鹰”号航母战斗群突然停泊了在海上。于是,K-314号核潜艇对“小鹰”号航母战斗群实施雷达侦察,以等待其重新起航。同时,叶夫谢延科命令声呐小组侦测艇外水文条件。随后,声呐小组指挥员报告,他们使用1号水文资料,完成了侦测艇外水文条件任务。侦测结果表明,艇外水文条件对K-314号核舰艇十分不利,水下声呐监听最佳深度超过了K-314号核舰艇下潜的50米深度。看来,K-314号核潜艇完全处于“小鹰”号航母战斗群声呐监听范围之内。真不走运,似乎一切都在与K-314号核舰艇作对。 22点10分,叶夫谢延科命令K-314号核潜艇上浮到潜望镜深度,以便与舰队指挥所进行例行性通联。他仔细观察了左右航向角目恕T谧蠛较蚪90°处,叶夫谢延科用肉眼发现了美国海军“小鹰”号航母战斗群。只见一些军舰正在准备进行射击训练,而另外一些军舰正在进行海上加油。此时,K-314号核潜艇距“小鹰”号航母战斗群为20 ~30(海)链。叶夫谢延科命令核潜艇迅速下潜,全速前进。 “小鹰”号航母准备参加美韩联合军演 “小鹰”号航母在海上加油 美P-3反潜机监视跟踪K-314潜艇 K-314声呐手在值班

后,便发生了K-314号核潜艇与“小鹰”号航母传奇式的相撞。尽管“小鹰”号航母的美国水手感到了巨大的撞击。但是,他们不仅没有受到惊吓,反而开起了玩笑。一些水手打赌说航母撞上了鲸鱼,另一些水手打赌说航母撞上了潜艇。但是,美国水手怎么也不会想到,此时的“小鹰”号航母已经被K-314号核潜艇推力螺旋桨撞出了1个面积大约40平方米的窟窿。窟窿位于“小鹰”号航母舰艏右舷的舰载战斗机燃油贮油槽。瞬间,数千吨的燃油倾泻到了海里。那么,为什么航空燃油贮油槽没有起火,只有上帝才知道。总之,大家都很幸运,K-314号核潜艇没有被撞沉,“小鹰”号航母也没有起火。

接连两次碰撞

在撞击的瞬间,K-314号核潜艇艇员没有像“小鹰”号航母水手一样,还有时间去开玩笑。叶夫谢延科首先想到的是,立即命令艇员检查核潜艇战斗舱是否被毁坏?壳体是否会出现裂缝?他们先后检查了可伸缩升降潜望镜和可伸缩升降天线。这些设备完好无损,工作正常。此时,其他舱室先后报告,舱室内没有发现海水渗透,机械设备工作正常。

在这次碰撞中,“小鹰”号航母撞弯了K-314号核潜艇翼展为17米的水平稳定翼。

K-314号核潜艇在水下以6节的速度继续航行。正当叶夫谢延科暗自庆幸躲过一劫时,K-314号核潜艇与“小鹰”号航母发生了第二次碰撞。碰撞的位置出现在核潜艇的右舷。核潜艇出现了剧烈的摆动。但是,这次撞击就没有像第一次撞击那样走运了。K-314号核潜艇的航速在急剧下降。这时,K-314号核潜艇尾舱,即第7舱室指挥员报告,发现主推力轴剧烈颤动。第5战斗舱指挥员莫罗佐夫海军中校扑向尾舱,发现卵形主推力轴已经完全失去了控制,发出刺耳的剧烈颤动声。为了保护涡轮机的安全,必须关闭齿轮传动涡轮主机。于是,叶夫谢延科命令关闭了锯齿形涡轮主机。原来,第二次碰撞是位于水面的“小鹰”号航母从K-314号核潜艇上方通过时,撞上了K-314号核潜艇的螺旋桨。叶夫谢延科命令关闭主推力轴,开始启动左右两个辅助推力轴。此时,辅助推力轴产生的最大航速为5节,而水的流速达到了3~4节,整个航速还不如划船的速度。

此时,轮机舱指挥员向叶夫谢延科报告,不知是什么原因,右辅助推力轴轴体表面已经开始发烫。随后,轮机舱指挥员又向叶夫谢延科报告,左辅助推力轴轴体表面也都开始发烫。看来到了核潜艇上浮水面和请求舰队援助的时候了。叶夫谢延科立即命令K-314号核潜艇上浮水面,并标定了核潜艇的坐标位置。随后,他向太平洋舰队指挥所报告:K-314号核潜艇与海上不明目标相撞,无法航行…… 出事后的K-314被船坞运输舰运回国内进行大修

很快,太平洋舰队指挥所发回了指令:舰队现已派“马舒科”大型抢险救生船,前往失事的海域。奇怪的是,第一个赶来救援的并不是“马舒科”大型抢险救生船,而是“维诺格拉多夫海军上将”号大型反潜舰。在救援船只抵达之前,叶夫谢延科向太平洋舰队副司令员提出了一个请求:当艇尾抬起时,请海军舰艇专家按照“医学直肠疾病学科诊断患者病情”的方法,对核潜艇的损伤情况进行观察。通常,直肠患者在接受直肠外科医生检查时,患者的头部下垂,而屁股撅起。此时,K-314号核潜艇姿势就如同“患者”,核潜艇头部被淹没在了水中,而核潜艇的尾部高高抬起。但是,海军舰船专家现场检查和鉴定的结果,与K-314号核潜艇最初在水下的判断不同:K-314号核潜艇整个推力轴轴毂被撞断,推力螺旋也被撞弯了。当K-314号核潜艇被运抵基地之前,太平洋舰队副司令员与核潜艇基地指挥所进行了通话。他认为这次事件发生将有不祥的预兆,并对潜艇基地指挥所指挥员大发雷霆:你们都是久经沙场的老坦克手了,怎么会把“坦克帽”紧紧裹在耳朵上,什么也听不见呢?作为指挥员,应当随时做好战斗准备!

撞击与生命范文5

精彩一刻

2009年3月1日下午,北京航天飞行控制中心气氛紧张,所有人都在忙碌着,因为中国首颗绕月卫星“嫦娥一号”马上就要完成自己最后的使命,投向月球的怀抱了。15时36分,“嫦娥一号”开始减速;16时13分,“嫦娥一号”与地面失去联系。经地面确认,卫星成功撞击在月球丰富海区域,并准确落于月球东经52.36度、南纬1.50度的预定撞击点。就在“嫦娥一号”撞向月球的前一刻,控制大厅的大屏幕上,清楚地显示出卫星携带的CCD相机传回的清晰的月表图像。

就和远古神话里描写的一样,在经历了长达494天的飞行后,寂静的月球终于成为“嫦娥”的最后归宿。而随着此次“受控撞月”的准确实施,中国探月一期工程也宣布完美落幕。

回眸“嫦娥”

“嫦娥一号”于2007年10月24日在西昌卫星发射中心发射,从此踏上了“奔月”旅程。

“嫦娥一号”一共飞行了494天,其中“奔月”12天,环月飞行482天。在这期间,“嫦娥一号”经历了三次月食,进行了五次正飞、侧飞姿态转换,获取了全月球影像图、月表部分化学元素分布、月表土壤厚度等一系列科学研究成果,圆满完成了目标任务。

链接:“嫦娥”精彩足迹

足迹之一:梦想起飞

2007年10月24日,西昌卫星发射中心,“长征三号”火箭托举着“嫦娥一号”卫星顺利升空。

足迹之二:地月大转移

2007年10月31日,南太平洋上空600千米,卫星底部发动机点火,“嫦娥”进入地月转移轨道,顺利与月球交会。

足迹之三:成为月球卫星

2007年11月5日11时15分,第一次近月制动即“刹车”准确实施,“嫦娥”成为真正的月球卫星。

足迹之四:进入月球轨道

2007年11月7日,“嫦娥”准确进入200千米高度的月球轨道,中国航天史上最远的长征以近乎完美的方式宣告成功。

足迹之五:中国首幅月图亮相

2007年11月26日,中国首次月球探测工程第一幅月面图像传到了世界各地。

足迹之六:首幅月球极区图像公布

2008年1月31日,我国正式首幅由“嫦娥一号”卫星拍摄的月球极区图像。

足迹之七:中国第一幅全月球影像图

2008年1 1月12日,由“嫦娥一号”拍摄数据制作完成的“中国第一幅全月球影像图”公布。这是世界上已公布的月球影像图中最完整的一幅影像。

足迹之八:撞击月球

2009年3月1日,16时13分10秒,“嫦娥一号”成功撞月。

超期“服役”

记性好的你们可能会觉得奇怪,以前不是说“嫦娥一号”的设计寿命是一年吗?为什么超期“服役”了近五个月之多呢?那是因为在“嫦娥一号”“服役”期满后,工作人员发现卫星的工作状况良好、燃料充足,完全还可以再工作一阵子。工作人员决定充分挖掘卫星的使用价值,对卫星实施有关在轨试验,为后续探月任务增加技术储备。

于是从2008年11月8日起,对“嫦娥一号”的变轨能力进行了一系列测试,卫星轨道先由200千米圆轨道降到100千米圆轨道,然后又降到远月点100千米、近月点15千米的椭圆轨道,最后又再升回到100千米圆轨道。

这次的变轨试验完成得非常成功,为探月工程二期开展高分辨率对月观测和实施月面软着陆等积累了工程经验。

探路先锋

你可能会问,为什么“嫦娥一号”要选择撞月呢?

其实“嫦娥一号”无论怎样最后都是要撞向月球的,因为它受到月球引力场的作用,越飞越低,燃料最终消耗殆尽,免不了被月球吸引过去。只是那时候撞月的时间、落点全部都不受地面控制。因此与其让“嫦娥一号”因为燃料耗尽自然坠落月球,还不如趁着还有点燃料的时候,选择主动撞击月球,为探月工程二期做一次“探路先锋”。

探月工程二期将实现软着陆,技术难度大,而“嫦娥一号”的主动撞月,将为软着陆获得地面控制和轨道测定方面的经验。除此之外撞月时溅起的尘埃、气体也将会对研究月球表面的自然形态有所帮助。

链接:不会产生太空垃圾

2009年2月11日,美俄两颗卫星在太空相撞,并产生大量太空垃圾,因此很多人都担心“嫦娥一号”撞月会带来新的太空垃圾。其实根本不用担心,“嫦娥一号”撞在月球上只是给月球“搔痒”,卫星粉身碎骨,月球则是毫发无损,由此产生的碎片和尘埃会被月球引力吸引到月球的表面。因此,两者撞击不会产生新的太空垃圾,只是会在月球表面留下一个大坑。

受控“倒车”

说了这么久,“嫦娥一号”这次的撞月到底是怎样完成的呢?看似简单的撞击,在控制上可是费了大工夫的。“嫦娥一号”原本是围绕着月球转,如果要撞击月球,火箭必须进行180度的大转弯,进行反向喷火,就像司机“倒车”一样。在位于38万千米之外的月球上,无线电信号非常弱,这对超远距离的远程控制能力是个巨大挑战。

“嫦娥一号”绕月飞行的速度大约为1.68千米/秒。在改变方向后,开始向下对月球表面飞行,几分钟之内,“嫦娥一号”就能够以大约1.68千米/秒左右的速度撞击到月球,如果撞击的地点是很厚的浮尘,就有可能击出一个大坑,如果撞击点是坚硬的岩石,击出的坑可能比较小。

链接:“嫦娥”的归宿

“嫦娥”最后的归宿是月球上丰富海区域。何谓丰富海?其实,它是月海之一,直径约1462千米,地质岩质较为薄稀。从整个月球表面看,月海约占总面积的20%。现在已经知道的月海有22个。

满月时,你用肉眼仔细观察月球,会看到在明亮的月面上有许多黑色的斑纹。这些暗区被古代的人们认为是月球上的海洋和湖泊,并给予命名。这些暗区实际上是一些面积大小不同的平原和低地。由于那些地方广泛分布着熔岩流形成的比较年轻的岩石,又比较低洼,对太阳光的反射率较低,同周围地区相比,呈现为暗黑色。

撞击与生命范文6

招数一:火控雷达照射

1985年,苏联新锐的现代级驱逐舰“谨慎”号驶近英国海域,英军派出“掠夺者”攻击机对其进行抵近监视。当时局面非常紧张,“谨慎”号的主炮指向飞机进行威吓,据说,舰上的火控雷达也对英机进行了照射。

招数二:警告射击

冷战期间,美苏之间的空中对峙事件中,常用各类弹药向对方附近射击的方式,提出最后警告。

1962年10月27目,古巴导弹危机期间,苏联常规潜艇B-59号在古巴附近海域被美国驱逐舰发现,美舰向B-59号投掷了练习用深水炸弹,试图逼其上浮。美国人不知道的是,B-59号当时携带了货真价实的核鱼雷。以为已经开战的苏联艇长准备发射核鱼雷,由于副艇长的坚持,最后潜艇上浮请示莫斯科命令。古巴导弹危机最终和平解决。

招数三:“我舰奉命撞击你舰”

1988年2月12日,美国海军新锐的提康德罗加级巡洋舰“约克城”号,与斯普鲁恩斯级驱逐舰“卡伦”号驶入黑海。苏联海军派出克里瓦克I级护卫舰“忘我”号和米尔卡级轻型护卫舰SKR-6号对其进行驱逐。美舰以享有“无害通过权”为由,逼近到塞瓦斯托波尔军港以南7海里处。

在警告无效的情况下,苏舰发出“我舰奉命撞击你舰”的信号,美舰依旧不予理睬。这时“忘我”号撞向“约克城”号舰尾,SKR-6撞向“卡伦”号。“约克城”号艉部以及“捕鲸叉”导弹发射架受损,SKR-6号舰首水线以上出现了一个大窟窿。苏舰的强硬举动,使美觇迅速撤出了苏联领海。

招数四:“巴伦支海手术刀”

撞击与生命范文7

因交通事故而造成的车内乘员伤害,除车辆本身的毁损外,主要有两大原因,即乘员被摔出车外,或乘员撞击车内的方向盘、仪表板、挡风玻璃等物体。有鉴于此,汽车厂家在车辆上配备了名为约束性安全系统,顾名思义,就是将乘员约束在座椅上的装置,包括安全带和安全气囊,其中起主要作用的是安全带。

最初的汽车安全带是瑞典人发明的,自本世纪50年代成为别克轿车的标准配置后,美国将安装和使用安全带确定为强制性的联邦法规,由此开始了安全带的大规模普及。当时的安全带仅仅是简单的两点式腰部约束,其约束的松紧程度完全由乘员自行调整。经过40多年的发展,当代典型的安全带均采用了带自锁功能的卷收器,同时对肩部和腰部实现约束的三点式设计,安全带本身用强度极大的合成纤维制成。乘员系上安全带后,卷收器自动将其拉紧到能起到保护作用,同时也较为舒适的程度,乘员仍能较自由地活动。当车辆紧急制动、正面碰撞或发生翻滚的时候,乘员会使安全带受到快速而猛烈的拉伸,此刻卷收器的自锁功能可在瞬间卡住安全带,使乘员紧贴在座椅上,避免摔出车外或碰撞受伤。当乘员受到的冲击力过大,比如高速正面撞车时,安全带的约束作用会对乘员产生很大的挤压,有可能造成体表淤伤、内脏或骨骼受伤,因此较为先进的设计是在达到一定冲击力的情况下,允许安全带有轻度拉伸,从而减轻挤压,但这必须以车身坚固的结构和充分有效的吸能过程为基础。

安全气囊发明于50年代,1973年美国通用汽车公司率先在1000辆雪佛莱非洲羚羊牌轿车上批量安装气囊,由此真正开始了安全气囊的实际应用。在汽车行业,这一装置的标准术语叫“辅膨胀式约束系统”,其作用是在车辆发生碰撞时,传感器向气囊控制模块(核心是计算机芯片)发出信号,控制模块对信号进行处理,当它确认车辆发生了碰撞,并且其严重程度已超出了安全带的保护能力时,就会触发释放气囊,使乘员的头胸部直接与较为柔软有弹性的气囊接触,从而尽可能通过缓冲作用减轻伤害,而且这一系列过程会在百分之几秒内完成。

然而在实际运用中,安全气囊的作用并不像很多人想象中那么完善。其一,气囊是以爆炸般的速度弹出,如果乘员直接撞击正面弹出的气囊,头胸部会受到严重伤害。实际上国外已多次发生气囊致人死亡的事例;其二,气囊高速弹出时表面温度高达90℃以上,乘员面部与其接触时通常会造成灼伤;其三,气囊弹出后,气囊装置本身以及安装气囊的方向盘、仪表板等,甚至挡风玻璃,都会发生不可修复的损坏,经济损失很大。如果在气囊爆发时乘员未系安全带,未能通过安全带的约束作用降低全身的前冲速度,气囊对人体所造成的伤害将更加可怕。正因为如此,气囊被称为“辅膨胀式约束系统”,也就是说。它是安全带的补充,是在单靠安全带还不足以完全抵御危险的时候发挥保护作用,同时气囊本身的危险性也必须依靠安全带来降低。国外的统计研究证实,在车祸中,70%以上的幸存者是完全依靠安全带。气囊发挥作用的案例不到30%。正因为如此,欧洲车的设计规范均要求气囊只在安全带系好的情况下才可能弹出,而美国的中高档车由于气囊比较先进,一般允许气囊可以在未系安全带的情况下弹出。

70年代以来,安全气囊已经发展了四代,改进的重点主要集中在确定气囊的最佳爆发时机和提高气囊的爆发速度。在确定爆发时机方面,已经用测定车轮减速度的方法,取代了过去简单确定是否发生碰撞的方法。减速度是衡量车辆发生事故时车速降低的快慢程度。减速度越大,表明车速下降越快,乘员相对于车内物体的运动速度越快,危险性也就越大。决定减速度的因素很多,主要有撞击时的车速大小、障碍物的坚固程度和车辆本身的吸能变形能力等,车速越快、障碍物越坚固、车辆吸能变形能力越差。减速度就越大。

在提高爆发速度方面,气囊爆发方式已经由原来的压缩空气爆发改进为炸药与压缩空气相结合的爆发方式。这种方式从碰撞发生、减速度传感器测定数据、气囊控制模块进行计算并发出指令、到气囊完全打开的全过程,所需时间可缩短至约0.02秒。这个0.02秒的涵义就是,在严重的正面撞车中,当乘员的头胸部以极大的冲击力向前撞去时。他将撞上一个已经完全打开、正在迎候他的气囊,而不是一个正在弹出的气囊,气囊将真正使他受到保护,而不是更大的撞击,当然,前提是他系好了安全带。

撞击与生命范文8

那么,他们找到最终答案了吗?——他们给出了N多个假说(仅公开发表的就有100多个),其中不乏稀奇古怪之说。比较近期的一个假说是:在侏罗纪末期,随着冰川时代的来临,全球气温骤降,恐龙产的蛋要么是死蛋,要么孵出大量雌性。慢慢的,恐龙世界的雌雄比例严重失调,恐龙最终走向灭绝。这个假说被叫做“男女比例失调论”。

美国古生物学家乔治·波尔纳在他于2008年出版的著作《谁在咬恐龙?昆虫病菌和白垩纪之死》中提出一种理论:恐龙是被带有病菌的吸血昆虫给灭绝的。他说:“我们并不是说传染病菌的吸血昆虫是造成恐龙灭绝的唯一原因,其他地质和气候灾难也可能扮演了一个角色。然而,它们都无法解释这样一个事实,那就是恐龙是在很长很长时间、甚至数百万年时间中逐渐灭绝的。只有昆虫和疾病才能给出合理的解释。”这个假说被叫做“蚊子绝杀恐龙论”。

此外,还有“中毒论”(从白垩纪开始,地球上的被子植物开始快速发展,其中不少植物含有毒素,恐龙因为吃错食物,体内的植物毒素积累过多,最后灭绝),“哺乳动物竞争论”(就像现代的猫鼬会破坏鸟类和爬行动物的蛋一样,一些早期的小型哺乳动物进化出了吃恐龙蛋的能力,整整一代恐龙在离开巢穴前死亡),“臭氧层破坏论”(大气臭氧层被食草类恐龙放的屁里的甲烷破坏,恐龙被直接暴露在紫外线下,最终灭绝)。凡此种种,不一而足。

撇开这些稀奇古怪之说,下面本文作者将“正经八百”地介绍由古生物学家讲述的地球生命发展史上的那个最迷人的故事——恐龙时代的终结,以及他们提出的一些重要的恐龙灭绝假说。

①居维叶推测地球上曾经有过一个“爬行动物时代”

人类研究化石的历史已经有多个世纪,但直到18世纪,法国自然科学家居维叶开始对化石研究感兴趣,化石对于地球历史研究的意义才充分为人们所理解。

1796年,居维叶对猛犸象和美洲乳齿象的化石遗骸进行了详细的描述,并在与仍然生活在地球上的大象的骨骼和牙齿进行比较之后,发现了一些属于不再存在于这个世界上的生物的化石——一些已灭绝动物的化石。他指出,这些化石证据表明,在我们人类出现之前,存在着另一种占领整个地球的生物,但后来发生了某种巨大的灾难,导致了这种生物的彻底毁灭。

在接下来的几年里,居维叶形成了他的“灾变说”理论,用以解释地球上的这段历史。他对巴黎盆地的地质地貌进行研究后指出,它是由一层层的沉积层构成的,每一地质层里都包含有各个不同地质时期形成的动植物化石。他还注意到,在每一次灾难性事件(例如洪水灾难等)之后,原来的动植物群都会突然被另外的动植物群所取代。

居维叶对他新发现的各种奇怪爬行动物的化石(包括翼龙和沧龙等)进行了详细的描述。这让他产生了一个大胆的推测:地球上曾存在着一个“爬行动物时代”,那时统治地球的是爬行动物,而不是如今的哺乳动物。

居维叶提出的这一见解开创了化石勘探的新时代。在19世纪的前30年里,英国的一些收藏家和地质学家有了更多令人惊讶的新发现。英国多塞特郡莱姆里杰斯的玛丽·安宁先后发现了鱼龙、蛇颈龙和翼龙的化石。鱼龙是一种体形与海豚相像的巨大海洋爬行动物,蛇颈龙长有与海龟相像的鳍状肢和长长的脖子,它们都是当时生活在海洋里的爬行动物。

英国地质学家巴克兰对当时生活在陆地上的巨无霸食肉类恐龙斑龙的牙齿和骨骼进行了描述,这些化石是从牛津郡斯通斯菲尔德的采石场中发掘出来的。吉迪恩·曼特尔是英国苏塞克斯郡的一位全科医师,也是一位业余地质学家。他发现了一种巨大食草恐龙化石的牙齿,并在与居维叶商讨之后将这种恐龙命名为禽龙。

这些新发现的化石证据证明了居维叶的推测。在地球历史上曾经有一个被称为“中生代”的时期,这一时期的地球生物主要是生活在陆地上和海洋里的巨大爬行动物。

②理查德·欧文杜撰“恐龙”一词

这些令人惊讶的发现引起了科学界和普通人的极大兴趣。新发现的恐龙化石或被收藏家视若珍宝争相收集,或被捐赠给博物馆。

当时英国有一位名叫理查德·欧文的年轻医学家,他对居维叶的研究产生了很大的兴趣。19世纪30年代中期,欧文来到法国,对许多恐龙化石进行研究并提出了自己的观点。从1840年至1842年,欧文通过新成立的英国科学进步协会发表了他的详细的研究报告。

欧文的研究报告之所以出名,原因之一是他在报告中首次杜撰了“恐龙”这一术语(意为“可怕的蜥蜴”)。凭借着他条理明晰的论据,以及在解剖学上的不凡见解,欧文对居维叶的直觉推测大为认同。他认为,在地球历史上的中生代时期,地球上生活着大量如今已经灭绝的庞然大物——恐龙,那是一个爬行动物走向巅峰的辉煌时代,地球的海陆空都被大量巨大的爬行动物所占领:如今由巨鲸和海豚占领的海洋生态圈,那时是庞大海洋爬行动物的天下;翼龙占据了天空;各种食草和食肉恐龙则是陆地上的霸主。

巨大的恐龙是如何灭绝的?19世纪上半叶居维叶和他的“灾变论”占据了主导地位,到19世纪下半叶,地质学家查尔斯·莱伊尔提出的“地质均变说”和达尔文提出的“自然选择”理论成为当时的流行理论。

③古生物学家提出恐龙灭绝之谜的多种理论

到20世纪,随着大量化石的发现,以及利用岩石样本检测年代方法的改进,人们的眼界更为宽广。更多的数据证明,居维叶的“灾变说”所推测的景象是历史上真实发生过的。对令地球生命突然中断的物种大灭绝事件,人们作出了各种各样的解释,包括《圣经》上的灭绝事件是天命注定的观点。

在当时人们对达尔文理论存有争议的氛围下,古生物学家更为公开地对大规模灭绝事件的原因进行推测,一些人以非达尔文主义的模式来解释灭绝事件。

物种老化是其中之一。该理论认为,生命发展是以阶梯式持续上升的,新出现的物种总是优于之前的物种。例如,恐龙代表了中生代的爬行动物生命形式,而更年轻的岩石证据显示,它们被代表更“高级”的生命形式——哺乳动物所代替。对恐龙骨骼结构越来越“奇异”的解剖学发现,例如晚期恐龙特化的脊骨和角,以及牙齿消失等,也支持了这一观点。这些都表明恐龙作为一种物种日益老化,或者说日益“衰老”(过分特化也被认为是日趋灭绝的证明)。

20世纪20年代,美国研究脊椎动物的古生物学家威廉·狄勒·马修将恐龙灭绝归咎于环境变化。他提出,在白垩纪与第三纪之交(即K-T界线)这一时期,地球从有利于恐龙生存的多沼泽的湿润环境渐渐演变为有利于哺乳动物生存的日趋干燥的环境。这条边界线标志着大约6500万年前,白垩纪时代的结束,新生代的开始。马修将这一变化与拉拉米造山运动联系在一起,跨越K-T界线的整个地质时期经历了剧烈的地质活动,山峰叠起,大陆抬升。

还有一些人追随马修的思路,将哺乳动物崛起、恐龙灭绝归咎于气候变化。这些理论认为,环境变化导致恐龙后代繁殖比例失调,恐龙最终走向灭绝。实际上,如今也有一些卵生爬行动物(如鳄鱼)后代孵化的性别会受到气候变化的影响。气候变化影响果真如此大的话,当时剧烈的气候变化很可能导致所有孵化出来的恐龙都为同一性别,灭绝的命运也就无可避免了。

从20世纪60年代开始,美国生物学家凡瓦伦等建立的气候变化导致恐龙灭绝的科学模型引起了人们的极大关注。该模型显示,K-T时期,哺乳动物渐渐取代了恐龙,其间历时约700万年,这一变化是由世界范围内海平面下降引起气候恶化而导致的。

④阿尔瓦雷茨父子提出小行星撞击理论

1977年,新的发现导致恐龙灭绝原因之争又有了一种新的理论。沃尔特·阿尔瓦雷茨和路易斯·阿尔瓦雷茨父子在意大利古比奥附近发现了一些岩石样本,他们在标志了K-T界线的黏土中发现了高含量的铱。由于陨石中的铱含量远高于地球地壳岩石中的铱含量,他们认为这些铱一定来自于天外陨石(详见相关链接《父子团队探索恐龙灭绝之谜》)。

之前的一些研究曾提出,当时在我们太阳系附近曾发生过超新星爆发事件,但化石样本中缺乏这类事件的化学线索。最终阿尔瓦雷茨父子得出他们的结论,认为一颗体积很大的小行星撞击了地球,含有大量铱元素的陨石物质汽化蒸发,导致出现K-T界线的黏土层中铱元素含量大大超过常规的现象。

到20世纪80年代,阿尔瓦雷茨父子和他们的同事提出了成熟的小行星撞击理论:当时,一颗直径约为10千米的小行星穿过地球大气层,撞击在地球地面上,释放出相当于数亿吨TNT当量的能量,小行星汽化蒸发时喷射出的大量物质形成遮天蔽地的尘云,导致产生了K-T物种大灭绝事件,地球上所有的恐龙在这次事件中死亡。但这一全新的假设遭到了来自古生物界的质疑。

但是,随着时间的推移,世界各地发现了越来越多铱含量异常的地点,这一事实支持了阿尔瓦雷茨父子的理论。此外,小行星撞击造成的其他一些事实也支持了这一理论,例如由太空物质碎片形成的厚厚的岩床,撞击点遗留下来的玻璃状硅微粒和石英微粒等,都是曾经发生过的高能量撞击事件留下的痕迹。更具有说服力的是,将那些陨星喷射物质厚度和密度相对都高于其他地方的多处地点,以及最终落在中美洲的陨星撞击点连接起来,正好形成小行星进入地球的轨迹线。

1991年,墨西哥尤卡坦半岛发现的直径为180~200千米的希克苏鲁伯环形陨石坑,令阿尔瓦雷茨父子的小行星撞击理论的声望达到了巅峰。小行星撞击在大陆架上,累积于大陆架沉积层富含碳酸盐和硫酸盐的岩石层中的大量气候敏感气体被释放出来,产生了种种灾难性后果:阳光被遮蔽,气候变冷,酸雨频降,等等。

虽然小行星撞击理论得到了越来越多的支持,但另一个恐龙灭绝理论也引起了人们的关注。这一理论的主要依据是导致形成印度德干地盾的三次超级火山大爆发。德干地盾由多层凝固的玄武岩熔岩构成,在K-T界线一段较短的时期内,印度超级火山的多次爆发喷射出了大量火山物质。

父子团队探索恐龙灭绝之谜

1977年,沃尔特·阿尔瓦雷茨在意大利古比奥附近进行地质样本的收集工作。收集到的样本令他大感兴趣,因为它们形成于6500万年前,是跨越了白垩纪(K)和第三纪(T)这两个地质年代的化石样本。他在一层白色石灰石和一层微红色砂岩的中间发现了一层2厘米厚的灰白色黏土,他还在白色石灰石中发现了白垩纪的浮游生物化石,在微红色砂岩中发现了第三纪的浮游生物化石。沃尔特想知道:中间的黏土层是经历了多长时间形成的?他的父亲路易斯·阿尔瓦雷茨是一位曾获得过诺贝尔奖的天体物理学家。他建议:或许可以通过测量黏土层中所含的陨石微尘的数量来测量时间。陨石微尘以持续并可预测的速率降落地球,测量黏土中的铱含量是当时采用的方法之一,因为铱来源于陨石碎片。

阿尔瓦雷茨父子在黏土中发现了大量的铱,甚至远远超过需要数百万年才能积累起来的数量。这一发现导致阿尔瓦雷茨父子提出了一颗巨大小行星撞击地球的理论。该理论认为,含有丰富铱的小行星在撞击地球时汽化蒸发,产生大量尘云,最终沉降地面,在具有特别意义的黏土层中留下了它们的痕迹。

图为沃尔特(右)与他的父亲路易斯在意大利古比奥的一处岩石层前,他们在这些岩石里寻找恐龙灭绝之谜的线索。

⑤万森·库尔提欧等人提出超级火山爆发理论

对于印度德干地盾火山爆发与恐龙灭绝之间关系的推测是在20世纪70年代初期提出来的。1981年,万森·库尔提欧和格尔塔·凯勒等人建立了火山与恐龙灭绝的研究模型,并开始搜集相关数据。早期建立的模型主要被用于研究超级火山爆发时产生的各种气体导致地球突然变冷与大规模物种灭绝之间的关系。

火山爆发理论与小行星撞击理论之间的主要争议在于:铱含量异常、微球粒结构的形成等究竟是地外小行星撞击造成的结果,还是地球火山爆发造成的结果?

根据获得的各种数据资料,小行星撞击理论似乎更为成熟一些,而火山爆发理论对于撞击形成的一些地貌特征似乎未能给出合理的解释。库尔提欧和凯勒目前似乎也接受了小行星撞击理论,但他们同时提出,火山爆发也是大规模灭绝事件的触发因素之一。

我们知道,K-T物种大灭绝事件导致地球生命的75%死亡,包括陆地上非飞行类的所有恐龙,包括鱼龙、蛇颈龙和沧龙在内的海洋中的许多爬行动物,以及会飞的爬行动物翼龙等。但同样有意思的是,另一些物种却幸存了下来,如会飞的恐龙(演变为如今的鸟类)、哺乳动物、蜥蜴、蛇类、龟类、鳄鱼,以及多种多样的鱼类等。

小行星撞击理论和火山爆发理论都描述了迅速变化的环境对地球的全球性影响。无论出现哪一种情景,都有可能导致大量动植物灭绝。但是,根据现有的证据,小行星撞击导致恐龙灭绝的可能性更大一些。

探索恐龙灭绝理论的科学家

理查德·欧文

被称为“英国的居维叶”的理查德·欧文曾是一位解剖学家,他杜撰了英文“恐龙”一词,意思是“可怕的蜥蜴”。欧文促成建立了英国伦敦的自然历史博物馆,该博物馆于1881年正式对外开放。

乔治·居维叶

居维叶是法国自然科学家,是比较解剖学和古生物学的开拓者。通过将如今生存在世界上的动物与动物化石进行比较,以确立灭绝动物曾经存在的事实——这是“灾变说”最具影响力的组成部分。根据居维叶的灾变理论,地球过去曾受到短暂、突然而且相当剧烈事件的影响。

玛丽·安宁

英国多塞特郡莱姆里杰斯的玛丽·安宁是一位自学化石知识的化石收集者和化石交易者,她先后发现了多种恐龙化石。她早在12岁时就发现了鱼龙化石和蛇颈龙化石。她是英国古生物学早期历史中的重要人物之一。

沃尔特·阿尔瓦雷茨

美国古生物学家沃尔特·阿尔瓦雷茨和他的父亲路易斯·阿尔瓦雷茨共同提出了小行星撞击造成恐龙灭绝的理论。他们在白垩纪-第三纪(K-T界线)的黏土层中发现了含有通常在陨石中大量存在的铱元素,从而提出了小行星撞击事件造成恐龙灭绝的理论。

万森·库尔提欧

万森·库尔提欧是一位法国地球物理学家,他反对小行星撞击造成大规模物种灭绝的理论,赞同洪水-火灾造成物种灭绝的灾变论。他认为,发生于6500万年前的K-T物种大灭绝事件是由印度德干地盾超级火山大爆发造成的。

恐龙灭绝理论发展简史

科学家花了200多年时间研究地球地质变化和恐龙化石,目的是想要搞清楚:到底是什么杀死了曾经称霸地球的恐龙一族?

1750年

意大利地质学家阿尔杜伊诺被誉为“地质学之父”,他把地球地壳分为原始纪、第二纪和第三纪。隔开不同类型的地层之间的地质时期为大规模物种灭绝事件发生的时间。

1796年

法国自然科学家居维叶将大象的化石遗骸与目前存活在地球上的大象的骨骼和牙齿进行比较,首次证明一些化石属于某种已经在地球上灭绝了的生物。

1842年

理查德·欧文杜撰了“恐龙”(意为“可怕的蜥蜴”)一词,并证明了曾经代表爬行动物巅峰时代的恐龙在中生代大规模灭绝。

1980年

阿尔瓦雷茨父子在发现6500万年前的黏土层中含有大量铱元素之后,提出了小行星撞击理论。该理论认为,一颗小行星撞击地球,导致产生K-T物种大灭绝事件。

1981年

万森·库尔提欧和格尔塔·凯勒等人提出了德干地盾火山爆发,地球表面产生大量温室气体,导致恐龙灭绝的理论。

1991年

墨西哥尤卡坦半岛发现的形成于K-T界线的希克苏鲁伯环形陨石坑,为阿尔瓦雷茨父子的小行星撞击理论提供了证据。

与恐龙灭绝相关的名词解释

小行星

绕太阳轨道运行的小岩石块或金属体,大多数在火星和木星轨道间的小行星带中。此外,太空中还有一些存在与地球碰撞风险的近地小行星。

铱元素

铱元素来源于以持续并可预测的速率降落地球的陨石微尘。小行星中铱元素的含量远高于地球表面。

K-T物种大灭绝事件

白垩纪-第三纪(K-T)物种大灭绝事件,发生在大约6500万年前。物种大灭绝事件是指大量动植物物种在一个相对较短的地质时期内消失。

德干地盾

德干地盾位于印度中西部地区,是于距今6000万~6800万年前形成的地球上最大的火山地貌之一,由多层超过2千米厚的凝固的玄武岩熔岩构成,覆盖面积达50万平方千米。

撞击与生命范文9

然而,据英国《连线》杂志报道,我们的世界有朝一日或许确实将面临严重的毁灭危机。这些危机推测与上述甚嚣尘上的末日预言不同,它们都有着严谨的科学依据。

危险之一 超级火山爆发

有一种末日预言说,某次特大地震可能造成极大灾难。加州大学圣克鲁兹分校地震学家索恩・雷说,由于某次地震引发全球断层带活动的可能性微乎其微。

这是因为,一次地震活动中所释放出的能量与由于地震引发的断层带撕裂长度有关。举例来说,2004年震撼印度洋的印尼9.1级大地震撕裂了900英里(约合1450千米)的俯冲断层带,这是有史以来单个地震事件中记录到的最大数值,显示这场地震的威力巨大。事实也的确如此:这场地震及其引发的海啸造成将近30万人死亡。

幸好,分隔不同板块之间的主要断层带并非均匀连续,其间遍布不规则区域,如断层类型的差异以及中间掺杂着的较小规模次一级板块等等,这些不均匀性都将在地震位移发生之后迅速遏制住进一步的断层移动,从而阻止更大规模的灾难发生。

然而,自然界中还隐藏着其他更加重大的危险。

索恩说:“更加可怕的情形是出现一次巨型火山爆发,就比如隐藏在美国黄石国家公园的那座超级火山。事实上,在地质历史时期黄石地区就曾经经历过超级火山爆发事件,时间大约是在200万年前以及64万年前。一旦再次出现这样规模的爆发,对于整个北美洲而言都将是一场灾难。”索恩说,这种超级火山爆发将释放出巨量的硫、二氧化碳和火山灰,这些物质足以改变全球气候模式,导致生态食物链崩溃,并最终引发物种大灭绝事件。

危险之二 陨星撞击

一般而言,小行星是最有可能和地球相撞的天体类型。据称,6500万年前一颗直径约15千米的小行星撞击了今天墨西哥尤卡坦半岛附近地区,部分造成了恐龙的灭绝命运。

2004年,有科学家宣称一颗直径约275米,名为阿波利斯的小行星将有2%的可能性在2029年撞击地球。这一消息震动全球并引发了对小行星的探测和防御研究热潮。随后的更精确的计算显示,这颗小行星和地球发生撞击的可能性实际大约为25万分之一。

很幸运的是,看起来现在并没有类似大小的天体正位于地球运行的轨道之上。因此,用美国普渡大学行星科学家杰・梅洛什的话说就是,“我们或许是安全的,至少在接下来的数百万年内是这样”。

但是不能忽视那些体型更小的“撞击者”的潜在威胁。美国宇航局的专家表示,大约每100年就会有一颗直径超过50米的小天体撞击地球。这样的撞击将造成地区性的灾难,如洪水,整座城市的毁灭或农业衰败。而每隔大约10万年就会有一颗直径约一千米的天体撞击地球,它造成的灾难将要严重得多,并且是全球范围内的灾难:持续的酸雨将毁灭农作物,大量漂浮的粉尘将隔绝阳光,爆炸和大火将毁灭附近的一切。

根据美国加州大学圣克鲁兹分校行星科学家埃里克・艾斯旁的说法,为了充分了解我们所面临的来自宇宙的威胁,科学家们正在严密监视整个太阳系空间,搜寻任何正朝着地球飞来的物体。到目前为止他们已经找到大约900个直径大于一千米的小天体,其运行轨道和地球相交,而据估计,这样的天体总数大约有1000颗。不过幸运的是,计算显示到目前为止似乎没有任何一颗这类天体将会和地球发生撞击。

艾斯旁说:“这些被发现的天体和地球在最近的未来发生撞击的可能性非常非常小,但是这并不意味着我们是百分百安全的。”因为我们几乎不可能确保找到全部会撞击地球的潜在小天体。他说:“永远存在一些不确定性,我们必须与其共存,或者死去。”

危险之三 彗星撞击

这样的不确定性有一部分源自小行星的姊妹――彗星。这两者的区别在于:小行星主要组成成分是岩石和金属,而彗星的主要成分则是冰和尘埃。

艾斯旁说:“彗星尤其危险,因为它们来自太阳系边缘地区,具有极高的速度。”他说,当彗星掠过地球近旁时,由于地球的引力加速作用,其速度高达每小时10万英里(约合16万千米)。一旦发生撞击,撞击体的运动速度越快,其撞击时释放出的动能就越大。对于被撞击的地球而言,这当然也就意味着更大的伤害。对于人类而言,这或许就将意味着毁灭。而雪上加霜的是,要想提前找到隐藏在外太阳系中的彗星困难重重,因为这些小天体非常“黑”,反光率很低。

不过,当它们运行到距离地球约3.9亿英里(约合6.3亿千米)处时,情况将发生改变:在这一距离上,太阳的热量开始加热彗星表面,使其释放出尘埃和气体构成的明亮彗尾,变得非常明显而容易被找到。

不过艾斯旁也承认,如果真的发现一颗直径10千米的冰雪球径直朝地球冲来,我们似乎并没有多少方案可供选择,除非“用核弹炸毁它”。

危险之四 藻类释放氯气

根据美国加州理工学院地球生物学家乔・克什维克的观点,另一项对地球的潜在威胁正隐藏在一些不起眼的小小藻类之中。他提出了一种可能性,即一种广泛分布在潮湿地表、湖泊、海洋和土壤中的藻类――硅藻,将可能导致地球大气成分发生灾难性的改变。

和其它许多藻类一样,硅藻也通过光合作用将二氧化碳合成为可为机体使用的糖分。在光合作用的过程中,硅藻利用太阳提供的能量将水分子打碎,形成氢气和氧气,其中氧气是其它生物生存必不可少的物质。

但是如果某种硅藻变种为不能利用水分子或者其他环境中的替代物,如铁或氢元素来完成其生命活动,那么它们可能将会转而利用盐(氯化钠)作为原料,这样的结果是释放出剧毒的氯气。假定硅藻们释放出的氯气没有杀死它们自己,并且它们的生长没有受到遏制,那么这种藻类将出现爆发性增长,并在此过程中释放出足以致命的有毒气体。

克什维克说:“这种可怕的情况如果持续,只需数百万年它就可以毁掉整个地球。”

如果这种硅藻灾难成真,那么这就将成为地质历史上第二次由于一种微小生命体而给全球的生物带来灭绝的浩劫。上一次类似的事件发生在大约23.5亿年前,当时一种名为蓝菌的细菌首次进化出了进行光合作用的能力。由于蓝菌的作用,原始地球大气中的氧气含量急剧上升,而之前的地球大气则主要是二氧化碳,这样的改变对于那些厌氧生物而言无疑是一场致命的灾难。

克什维克说:“对于当时的地球环境来说,氧气是一种新鲜事物。”而如果未来的硅藻“决定”发起“第二次氧气危机”,那么基本上是没有什么力量能够阻止它们――在这场战争中它们拥有其它大部分生物所不具备的特殊优势:它们不需要依赖氧气存活。

不过幸运的是,在我们这颗蓝色星球上,这种微生物赖以进行光合作用的原材料――水――非常充沛,因此在这样的情况下,这些小生物也没有必要转而变成释放氯气的“魔鬼”。

危险之五 致命病毒蔓延

在很多电影中都曾经描述过一场席卷全球的致命疫病。而在真实世界中,这样的可能性并非完全没有可能,比如每个人都知道的H5N1高致病性禽流感之类。

但是,这样的病毒传播会成为世界末日吗?或许不会。这是皮特・卡托那的观点。他是美国加州大学洛杉矶分校的研究人员,其专业领域便是生物恐怖主义的防范方法。他认为这样的病毒事件并不太可能造成毁灭性事件,不过他也承认这样的事件确实将是一场“可怕的浩劫”。

对于这种观点,加州理工学院的病毒学家艾里斯・黄表示赞同,她说:“某一种特定种类的病毒不太可能杀死全世界所有的物种,因为不同物种所具备的基因多样性确保了至少将会有一部分物种对于这种病毒具有免疫力。”

她说:“如果一种病毒想要杀死整个地球上所有的人类,那么它必须造成迅速的死亡,最长不应超过一周。”之所以如此,是因为一旦病毒感染超过一周以上,人体的免疫系统将回过神来,开始对病毒作出反应并杀死入侵病毒。并且,这种病毒还必须能够迅速传播,几乎在同时感染全世界大部分的人口。

她说,所以,要想达到毁灭人类的效果,除非是你派出数千架无人机,飞行到全球每一个有人居住的角落散播病毒气凝胶,才有可能做到一次性让几乎所有人口都感染这种病毒。

或者,出现这样的情景:那就是某一种超级病毒隐匿在冰层之下或洋底热泉喷口附近,这些致命病原体在此生长繁殖。然后由于某种突发的超级自然灾难,这些病毒被一下子释放出来,造成大规模感染和死亡。

当然,请不要沉浸在上面的描述之中,因为这纯属幻想。黄女士指出,所有这些情形在现实生活中都是非常不可能出现的。

危险之六 超新星爆发

超新星爆发是宇宙中最强大的爆炸事件。根据美国宇航局的估算,其在一瞬间释放出的能量几乎相当于太阳在100亿年内释放的能量的总和。

这样的超新星一般分为两类,一类是超大质量恒星在走完其500万至2000万年生命历程后,其核心发生重力塌缩,另一种就是所谓的1a型超新星,这是一颗白矮星的致密核心密度进一步升高时引发的剧烈爆炸。

根据美国俄亥俄州立大学天文学家托德・汤姆森的说法,在我们的银河系中,大质量恒星核区塌缩的情况要比1a型超新星的案例多出2~4倍。并且,在我们的银河系中大约每隔100年左右就会发生一起核区塌缩引发的超新星爆发案例。幸运的是,所有这些爆发中绝大部分都发生在安全的距离范围内,距离地球至少都有16.5~33光年。在这样的距离上,地球是安全的。

假设这种超新星爆发出现的位置在银河系中是随机的,那么对于地球而言,大约每50亿年将会遭遇一次破坏性的超新星爆发事件。不过事实上由于银河系是一个由旋臂结构构成的整体,并且绝大部分超新星爆发都发生在旋臂之中,而地球会不断进出这些旋臂结构,因此,正如汤姆森所指出的那样:“事实上每当我们进入一个旋臂结构时,我们都有可能遭遇距离在10光年之内的超新星爆发事件。这样的事件发生的概率约为一亿年一次。”

一旦遭遇此类剧烈的宇宙爆发事件,超新星爆发释放的剧烈辐射将摧毁地球的臭氧层,从而导致更多的紫外线抵达地面。这样的结果是皮肤癌患病率的急剧上升,并导致细菌和浮游生物的大量死亡,甚至导致地球进入一个新的冰河时期。

危险之七 行星轨道变化

地球围绕太阳的公转轨道发生改变也将危及地球上的生命。在太阳系中木星是质量最大的行星,其巨大的引力甚至会对其它各大行星的轨道运行构成影响。比如,经过数百万年之后,木星的引力作用将让水星轨道的偏心率增加,其远日点将更远,近日点将更近。

根据一项2008年发表在《天体物理学报》上的论文,随着水星的轨道偏心率继续增大,水星将最终难逃坠入太阳、灰飞烟灭的命运。并且,这一变化还有更加严重的后果,那就是水星的轨道最远处将越过金星轨道。加州大学圣克鲁兹分校天文学家格里格・劳林说:“这就将导致一场真正的灾难。”劳林是这篇论文的作者之一。他说:“水星和金星一旦发生致命相撞,火星将被踢出太阳系。”

当然,还有最坏的情况,那就是水星和地球发生相撞。这样一次撞击将彻底摧毁地球,尽管地球几乎要比水星大上20倍,仍将难逃厄运。

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