網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策

0

0
0

文字

分享

0
0
0

我們可能被隕石砸中嗎?

科學松鼠會_96
・2012/05/21 ・2882字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

作者:Lithium 

「陪你去看流星雨,落在這地球上,讓你的淚落在我肩膀。」

 《流星花園》裡的歌詞是浪漫的,可是,在我們殘酷的故事裡,流星穿過了大氣,變成了隕石,並且還那麼不湊巧地砸中了你。但請深信,面對這樣的情況,每一位圍觀群眾都會願意,讓不幸的你的淚,落在他們的肩膀!

躺著也中槍,坐著也挨砸

1954年3月30日,對於美國阿拉巴馬州的安•霍奇斯(Ann Hodges)太太來說,這本該是再平常不過的一天。

用過午飯後,霍奇斯太太覺得有些不適,便在沙發上小憩。午後的陽光瀰漫在房間裡,散發著慵懶的氣息。然而,好景不長,伴隨著一聲巨響,一個黑乎乎的東西從天而降,先是穿過天花板,然後從收音機彈到她的身上。於是,這一天,她不幸的成為人類歷史上有明確記錄以來第一個被隕石砸中的人[1]

【天外來客冒冒失失地闖進地球人家中,直接破樓而入,最終在霍奇斯太太的腰部留下瘀傷。】

「躺著也中槍」的霍奇斯太太,想必從未擔憂會親身遭遇這麼一出「天外飛石」。即使大家都知道,「被隕石砸到」是幾乎不可能發生的小概率事件,可是,這樣的小概率事件,究竟是怎麼發生的呢?

前世今生,隕石的光輝生命

在太陽系內,有很多小至沙塵,大至巨礫的碎片,被稱為流星體(meteoroid)。它們是隕石的直接來源。流星體要到達地球,成為隕石,需要經歷一系列考驗。在進入地球大氣層時,它們會與大氣有一場艱難的搏鬥,在大氣中發出光亮摩擦殆盡的,就成了流星(meteor)。而那些落到地球表面的倖存者,才被稱之為隕石。

目前,主流觀點認為,大部分的隕石來源於火星和木星之間的小行星帶。這裡的星體大小不一,大的如穀神星,直徑達到約950千米,小的卻只能與塵埃比肩。當它們受到鄰近火星或木星的吸引,軌道發生偏離,就有可能進入與地球相交的軌道。

有時,我們會看到一群流星不約而同地從天空的同一片區域降落,這便是流星雨。它們起源於彗星,每當靠近太陽時,彗星會拋散出一團流星體。它們受到其它天體引力的影響,慢慢擴散開來,在彗星軌道上形成一條塵埃帶。當地球經過這條塵埃帶時,便會形成流星雨。

另外,也有一些隕石來自火星或月球。這可能是因為大的隕石與它們發生劇烈撞擊,將火星或月球的碎片濺射到太空,最終來到地球。

【在隕石上,可以找到很多它穿過大氣層時留下的榮譽勛章。左圖中,流星體的表面因高溫而熔化,形成像拇指按壓的痕跡,稱為氣印(regmaglypt)。右圖中,流星體因固定朝向一個方向,最終形成錐狀。】

天外飛石,嘩啦啦到處開花

目前人類在地球上尋獲的隕石,可分為墜落隕石與發現隕石兩類。那些經過大氣層時被觀測到而得以尋獲的隕石,稱為墜落隕石。而那些無聲無息地來到地球上,多年以後才被人們尋獲的隕石,叫做發現隕石。

能被隕石砸中,就必然是一顆墜落隕石。到2011年6月為止,全世界收藏的墜落隕石標本大約有1096顆[2]。根據前人收集的數據,每年的墜落隕石大多只是個位數,且傾向於集中在人口稠密的地區[3]

【歐洲和亞洲以355和345顆的墜落隕石數量位居一二,而在各國的排名中,美國和印度的墜落隕石數量位居前兩位,均達到100顆以上,而中國以57顆的數量居第四位。[2
當然,每年實際降落到地球上的隕石遠不只發現的那麼多。畢竟,很多隕石或因光芒黯淡,或因降落在人跡罕至的地方,未被人發現。加拿大曾在1974至1983年間執行隕石觀察和發現計劃,用60台照相機對準天空觀測撞擊事件。研究者根據觀測結果估計,每年在地球上,大於0.1千克的隕石撞擊事件有19000起,而大於1千克的隕石撞擊事件也有4100起之多[4]

被隕石砸中,概率有多大?

對於這種似有「杞人憂天」涵義的飛來橫禍,還真有科學家計算過隕石砸中人的概率。

一份2006年解密的報告顯示,在上世紀80年代的英國,關於核能應用的安全性的爭論十分激烈。為了說服牴觸的公眾,英國當局想出了一個點子,他們將核能反應堆失事的概率,和其他各種事故概率進行對比,其中就包括被隕石砸中的概率。當時科學家們計算給出的結論是:平均每7000年才會有一個英國人被隕石砸死[5]

而加拿大亨茨伯格天體物理研究院的研究者則根據一系列假設,包括擬定「每個人佔地0.2平方米」,探討隕石對於人類和建築的傷害頻率。他們的計算結果顯示,在全世界範圍內,每9年會有一個人被隕石擊中,而每年有16幢建築會因隕石撞擊而受損。不過,這一數據卻比實際報導的數據要高很多,畢竟有些事件可能未引起關注[6]

隕石現有的擊中過人,可信度較高的記錄包括,在1991年8月,曾有隕石光臨烏干達的姆巴萊,親吻了一名小男孩的頭部。這名小男孩被一塊3.6克的隕石碎塊砸中腦袋,但卻安然無恙。原因是,這塊隕石被撞上的香蕉樹樹葉大幅減速,威力得以大大降低。而最近一次引發廣泛關注的「天外飛石傷人」事件是在2009年6月,當時曾有媒體報導14歲的德國小男孩布蘭克與一顆豌豆大小的隕石擦身而過,並在手背上留下一道傷疤,但這一新聞後被確認有造假嫌疑[7]

無論怎樣,真正被隕石砸中的人屈指可數。相對而言,建築物以及其他地面物體和這些不速之客打的照面就要更多一點。根據加拿大皇家天文學會斯普拉特(Christopher Spratt)的統計,截至到1990年,隕石與人在一米以內有擦肩記錄的事例是4次,而隕石與建築物直接發生親密接觸的事例是61次[8]

【愛車被隕石砸到的概率,不亞於彩票中超級大獎。當事的車主估計在猶豫,「地球太危險,要不要回火星去呢……」】

不過,邂逅一塊隕石,並不一定有你想像中那麼糟糕。由於全世界的收藏家趨之若鶩,隕石還可能給你帶來大筆財富。隕石中的稀世珍寶,月亮隕石和火星隕石的價格甚至可以攀升至每克數千美元,遠高於黃金和鑽石。而一些被隕石砸中的物品,也可能賣出不菲的價格。所以,下次再看流星雨的時候,把許願換成「讓隕石落在我身邊」也是一個不錯的主意。

參考資料:

  1. Meteorites – People, Places, Hits, Near-Misses
  2. (12) wiki_Meteorite fall statistics
  3. Hughes D W. (1981). Meteorite falls and finds – Some statistics. Meteoritics, 16: 269-281.
  4. Halliday I, Blackwell AT, Griffin AA. (1984). The frequency of meteorite falls on the Earth. Science. 223(4643):1405-7.
  5. What chance of being hit by a meteorite? Don’t ask a scientist
  6. Halliday I, Blackwell A T, Griffin A A. (1985). Meteorite impacts on humans and on buildings. Nature, 318(6044): 317.
  7. wiki_Gerrit Blank
  8. Spratt C E. (1991). Possible hazards of meteorite falls. Royal Astronomical Society of Canada, Journal. 85: 263-280.
本文首發於果殼網(guokr.com)自然控主題站《我們可能被隕石砸中嗎?
轉載於科學松鼠會[2012-05-10]

文章難易度
科學松鼠會_96
112 篇文章 ・ 3 位粉絲
科學松鼠會是中國一個致力於在大眾文化層面傳播科學的非營利機構,成立於2008年4月。松鼠會匯聚了當代最優秀的一批華語青年科學傳播者,旨在「剝開科學的堅果,幫助人們領略科學之美妙」。願景:讓科學流行起來;價值觀:嚴謹有容,獨立客觀


0

11
5

文字

分享

0
11
5

揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

文章難易度
科技魅癮_96
1 篇文章 ・ 2 位粉絲
《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》