陨石掉落到地球为什么会“爆炸”？难道它不是石头吗？

太阳系中随时都运行着难以计数的小天体，每时每刻我们的地球都面临着被这些小天体撞击的风险，幸运的是，由于有大气层的保护，绝大部分撞击地球的小天体都对我们构不成威胁。然而大气层却无法阻止那些大质量的小天体，它们可以轻易地突破地球的“防线”，并化身为巨大的陨石狠狠地砸在地球上。

虽然很少有人能够亲眼目睹陨石是如何撞击地球的，但是从相关的视频资料中，我们都可以看到，陨石砸在地球上之后，通常都会发生非常猛烈的爆炸，并产生巨大的蘑菇云，整个场面就像是核弹爆炸一样。

陨石掉落到地球为什么会“爆炸”？难道它不是石头吗？

研究表明，陨石的主要成分是硅酸盐，其本质就是一块普通的石头。陨石砸在地球上所发生的爆炸，其实是陨石释放自身动能的现象，根据动能公式 （Ek = 1/2 x MV^2） 可知，一个物体的动能与其自身的质量和速度密切相关，相对而言，速度对动能大小的影响更加明显。

陨石的速度有多快呢？数据表明，那些游弋在太空中的小天体，其速度通常都是每秒钟几十公里，而在特殊的情况下（比如说小天体与地球正面对撞），它们与地球的相对速度还可以在叠加效果下达到更高。

为了方便理解陨石的动能究竟有多大，我们不妨来做一个简单的计算，假设有一颗质量为1千克的陨石，以每秒钟50公里的速度砸在地球上，那么它释放的动量就是 1/2 x 1 x 50000^2 = 1.25 x 10^9 焦耳，这大约相当于299吨TNT当量。

需要注意的是，这只是质量为1千克的陨石所具备的威力，而那些在地球上引发灾难的陨石，通常都是以多少吨来计算，其中最引人注目的无疑是6500万年前的那颗使恐龙灭绝的陨石了，根据科学家的推测，这颗陨石的总质量高达2万亿吨，其释放出的能量大概相当于当年在广岛爆炸的核弹的100亿倍。

因此可以说，陨石确实是石头，而且通常都是一块普通的石头，之所以陨石砸在地球上之后，会像核弹一样爆炸，其实是因为陨石拥有较大的质量以及极高的速度。

那么这些动能是怎么形成爆炸的呢？

先来看一个概念——内能，内能是物体的一种固有属性，是指物体内部所有微观粒子的能量总和，包括势能、动能、化学能以及原子核内的能量等等。在陨石撞击地球的过程中，物体的内能变化主要体现在微观粒子的势能和动能上，这里简单讲一下。

在电磁力的作用下，一个物体内部的微观粒子之间既存在着引力，又存在着斥力，具体如下图所示（图中的横坐标 r 表示分子间的实际距离，r0 分子间的正常距离）。

正常情况下微观粒子之间的引力和斥力处于一个平衡的状态，这时可以认为这些微观粒子的势能可以忽略不计，而如果微观粒子间的距离出现了偏离，这些微观粒子的势能就增加了。我们可以看到，微观粒子之间的距离越近，那么它们之间的斥力就越大，相应的势能也就越高。

关于微观粒子的动能，相信大家都比较熟悉了，简单地讲就是，一个物体的温度高低是由其内部微观粒子热运动的激烈程度来决定，也就是说，一个物体内部微观粒子的平均动能越高，这个物体的温度就越高。

当陨石撞上地球时，一部分动能会以冲击波的方式得到释放，其他的则在随后的形变过程中转化为撞击区域中所有物质的内能（包括陨石自身以及地球表面上被撞击区域的物质），使其内部微观粒子的动能和势能得到了极大的提高。