廣島核爆玻璃碎粒藏「從未見過」鐵基合金 科學家：可成核爆鑑識利器

最新研究指出，科學家從廣島核爆形成的微小玻璃碎粒中，發現一種過去從未記錄過的新型鐵基合金，未來可能為新材料研發及核爆鑑識提供重要線索。

1945年8月6日，日本廣島遭到人類史上首次原子彈攻擊。爆炸瞬間產生的極端高溫、高壓與強輻射，意外形成了一座天然的「材料實驗室」。

1945年8月6日，日本廣島遭到人類史上首次原子彈攻擊。X圖片

據物理學網站《Phys.org》報導，研究對象是一種被稱為「廣島石」（hiroshimaite）的微小玻璃球，散布於廣島灣沿岸沙灘。它們是在原子彈爆炸瞬間，建築物、金屬、土壤、玻璃與海水被高溫汽化，再迅速冷卻凝固後形成的產物。

研究對象是一種被稱為「廣島石」（hiroshimaite）的微小玻璃球，散布於廣島灣沿岸沙灘。FB圖片

研究團隊收集34個放射性玻璃樣本，利用掃描電子顯微鏡觀察其內部結構，發現玻璃中散布著直徑約10微米的金屬顆粒。進一步分析其中4個金屬晶粒後，發現3個為常見的鐵鉻合金，最後1個卻具有截然不同的組成。

研究對象是一種被稱為「廣島石」（hiroshimaite）的微小玻璃球，散布於廣島灣沿岸沙灘。FB圖片

研究對象是一種被稱為「廣島石」（hiroshimaite）的微小玻璃球，散布於廣島灣沿岸沙灘。FB圖片

利用X光繞射分析，研究人員確認，這個特殊晶粒主要由鐵組成，並混合鉻、鎳、錳、鉬、矽與鋁等元素，形成一種富含矽、具有高度有序原子排列的新型多元合金。研究人員指出，這種晶體結構在目前已知的工業合金中從未出現過。

1945年8月6日，日本廣島遭到人類史上首次原子彈攻擊。X圖片

研究團隊推測，原子彈爆炸產生的高溫火球，瞬間將城市中的鋼材、鋁合金等建材完全汽化，不同金屬蒸氣彼此混合後，又隨著火球快速膨脹而以極高速度冷卻，使原子來不及恢復到穩定排列便被「凍結」，最終形成這種特殊晶體結構。這種超高速冷卻環境，幾乎無法透過現代工業製程重現。

研究人員認為，若能深入了解這種獨特的原子排列方式，未來或可作為設計新型高性能鐵基合金的參考，甚至應用於先進材料製造。此外，分析這類特殊材料亦有助於重建核爆發生時的溫度、壓力與化學環境，因此可望成為核爆鑑識（nuclear forensics）的重要工具。

分析這類特殊材料亦有助於重建核爆發生時的溫度、壓力與化學環境，因此可望成為核爆鑑識（nuclear forensics）的重要工具。

這並非科學家首次在核爆遺留物中發現未知材料。2021年，研究團隊曾在美國新墨西哥州首次核試驗「三位一體」（Trinity）遺址採集的綠色玻璃「三位一體石」（Trinitite）中，發現人類製造、也是目前已知最古老的準晶體（quasicrystal）。如今又在廣島石中找到全新的多元鐵基合金，再次顯示核爆產生的極端環境，能形成自然界與一般工業製程都難以產生的新型材料。

約6600萬年前一場小行星撞地球事件，被普遍認為是恐龍滅絕的主因。美國普渡大學最新研究指出，真正致命的並非撞擊後的寒冬，而是撞擊產生的高溫塵雲如蓋子般籠罩地球，令恐龍在「煉獄般的環境」中被活活烤死。

據英國《每日電訊報》報導，當年那顆名為「希克蘇魯伯」（Chicxulub）的小行星，以時速約4.5萬英里（約7.24萬公里）撞擊地球，汽化沿途物質並點燃半徑約1450公里的地表。然而，普渡大學行星科學家認為，若非撞擊產生的塵雲困住熱輻射，令高溫無法逸散到太空，部分恐龍或許能夠存活。

真正致命的並非撞擊後的寒冬，而是撞擊產生的高溫塵雲如蓋子般籠罩地球，令恐龍在「煉獄般的環境」中被活活烤死。資料圖片

真正致命的並非撞擊後的寒冬，而是撞擊產生的高溫塵雲如蓋子般籠罩地球，令恐龍在「煉獄般的環境」中被活活烤死。資料圖片

研究指出，撞擊將超過1000立方公里的物質拋入大氣層，部分凝結成細小岩石顆粒「球粒」（spherules），落回地面時進一步加熱空氣。該校地球、大氣與行星科學教授強森（Brandon Johnson）表示：「這片塵雲困住熱輻射，地表以及在地表上的一切都被炭烤，這就是導致恐龍和其他所有動物死亡的原因。」

他強調，真正令事件演變成全球性滅絕的，是「遍布全球的蒸氣羽流」，而非撞擊產生的衝擊波或火球——後者的傳播距離並不非常遠。若沒有這層塵雲，情況仍會很糟，但不至於達到行星尺度災難。

真正致命的並非撞擊後的寒冬，而是撞擊產生的高溫塵雲如蓋子般籠罩地球，令恐龍在「煉獄般的環境」中被活活烤死。資料圖片

真正致命的並非撞擊後的寒冬，而是撞擊產生的高溫塵雲如蓋子般籠罩地球，令恐龍在「煉獄般的環境」中被活活烤死。資料圖片

過去研究多認為，小行星撞擊引發巨大海嘯，塵雲遮蔽陽光長達數年，使氣溫驟降、植物枯萎，恐龍最終因食物鏈崩潰而滅絕。但這份新研究認為，對大多數動物而言，末日來得更快——只有能躲入洞穴、地下或海中的生物較可能避過高溫衝擊。研究團隊計算，塵雲困住的熱輻射量約為人類致死門檻的17倍，地球變成炙熱火爐，強森形容：「大概看起來像煉獄。」

這份研究發表於《地球物理研究：生物地球科學期刊》。該次撞擊據信導致當時地球上約四分之三物種滅絕，僅鳥型恐龍存活。塵雲可能經過數年甚至數十年才沉降，殘存粒子或持續危害僥倖存活者的健康。

真正致命的並非撞擊後的寒冬，而是撞擊產生的高溫塵雲如蓋子般籠罩地球，令恐龍在「煉獄般的環境」中被活活烤死。資料圖片

真正致命的並非撞擊後的寒冬，而是撞擊產生的高溫塵雲如蓋子般籠罩地球，令恐龍在「煉獄般的環境」中被活活烤死。資料圖片