顛覆隕石坑與撞擊物的關係！
林佳人
科學家利用小球從不同高度自由掉落在盛裝小顆粒物質的容器，來模擬
隕石撞擊地面造成的隕石坑，發現掉落的高度與隕石的大小同樣影響隕石坑
的深度，這與過去的認知不同。實驗結果使科學家對顆粒狀物質間的交互作
用有更深一層的認識。
自從太空船開始探索太陽系後，在其他行星或衛星如火星、水星、月球、
木星衛星等的表面都發現隕石坑，雖然地球表面並沒有那麼多坑洞，然而科學
家一直很好奇：造成這些坑洞的物體到底有多大？如果這些物體撞擊地球，會
有什麼後果？過去的研究指出，隕石坑的直徑與撞擊物的大小及其撞擊地面的
速度或掉落的高度有正向關係；並以少數的實地調查，大膽假設隕石坑的深度
只與隕石坑的直徑有關，大約是直徑的1/5。
加州大學洛杉磯分校的J. S. Uehara與同事將小球從不同的高度掉落到盛
裝小顆粒物質的容器，實驗中改變小球與地面顆粒的大小、材質以及撞擊角度，
並記錄小球造成的球坑直徑與深度，然後分析影響球坑大小的原因。結果發現，
球坑的直徑與深度均與小球的能量有關，但是二者與能量之間的關係並不相同，
這推翻過去隕石坑深度只與隕石坑直徑有關的假設。研究指出，過去的假設會
錯估出太深的隕石坑深度，尤其撞擊的地面若是鬆散的砂粒，砂粒會吸收撞擊
的能量，使得差異更大。
科學家認為，這個實驗有助於了解顆粒狀物質的奇特行為。例如將一杯砂
倒入漏斗中，即使漏斗頸直徑比最大的砂粒大好幾倍，砂粒仍可能被卡住而無
法漏過。而實驗中的隕石坑深度是一個重要的物理量，科學家可藉著結果分析
地面的顆粒狀物質如何將撞擊能量消散掉。科學家初步認為可能是顆粒狀物質
具有將應力傳遞到周圍顆粒的特性，不過，這還有待進一步的檢驗。
（科景網：www.sciscape.org提供）
取材自：Physical Review Letters,90, 194301,（2003）
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