这显然是一个假想的问题，但它似乎是可以计算的(不幸的是，我没有数学能力这样做)。附注:我对彗星/小行星/流星体/甚至任何太空物体都没有深入的了解，所以如果我犯了任何错误，请纠正我。另外，请考虑到地球目前的状态，而不是过热的地球来回答这个问题。
一些命题:
- 这颗小行星/彗星相当大，核心很冷，由具有高热容的材料组成
- 小行星/彗星以低速“撞击”地球
- 小行星/彗星撞击海洋
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\ begingroup美元 小行星撞击地球时的最慢速度是11公里/秒或40320公里/小时(根据你的链接中的信息) \ endgroup美元- - - - - -trond汉森2020年9月3日9:32
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\ begingroup美元 @Jean-MariePrival不错!你能把这个作为答案发上去吗? \ endgroup美元- - - - - -gerrit ♦2020年9月3日11:36
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8回答
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一颗冰冷/极冷的小行星/彗星会撞击地球并使地球降温吗?
不。
最小的可能速度约为11千米/秒，这需要近乎奇迹的出现。要做到这一点，物体必须以非常小的速度(彗星不会有这么小的速度)通过太阳-地球L1或L2点附近的一个非常小的锁眼进入地球附近，然后几乎被月球弹道捕获，然后落到地球上。彗星更有可能以每秒40公里或更大的速度撞击地球。
这意味着物体在撞击前的温度是多冷或多热都无关紧要。撞击的动能会使物体在撞击前的热能相形见绌。
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我要逆风航行，说“是”，间接．
虽然你不需要一颗冰冷的小行星，但一个“正常”的小行星就足够了。当小行星撞击地球时，会向大气层喷射大量尘埃，阻挡太阳辐射，从而使地球冷却。这种现象被称为影响冬季类似于火山和核冬天。
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3.\ begingroup美元 @ychung杀死恐龙的事件发生在浅海，但对于深海袭击来说似乎要复杂一些。深海意味着更多的水蒸气被喷射出来，这会产生强烈的温室效应。但根据维基上的文章，应该仍然是一个整体的冷却效果。en.wikipedia.org/wiki/Impact_winter“仍然会有大量的碎片喷射到大气中。”洛斯阿拉莫斯进行了模拟:xuf-tf-ou8 youtube.com/watch ? v = 9 \ endgroup美元- - - - - -每股收益2020年9月3日19:12
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4\ begingroup美元 我想指出的是，目前考古学家并不认为火山冬季(这是我们拥有可靠数据的此类事件的唯一例子)会导致气候的长期变化(见莱恩等人，2013年）.地表会冷却一段时间，但大气中的碎片会显著增加它的热容量，而这种能量会导致平均温度相对较快地(从地质角度来说)恢复。 \ endgroup美元- - - - - -Danila斯米尔诺夫2020年9月4日3:40
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1\ begingroup美元 @DanilaSmirnov当然，效果很短。历史上也有一些这样的例子，尽管比鸟羽火山喷发的规模小。例如坦博拉火山爆发后的“没有夏天的一年”。即使是(相对)较小的皮纳图博火山喷发也使地球冷却了几个月。 \ endgroup美元- - - - - -让-玛丽•Prival2020年9月4日7:12
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1\ begingroup美元 @Jean-MariePrival我的观点是，地球并没有真正冷却，只是重新分配了热量，充满碎片的大气接收了通常由地表接收的能量。地表变冷，上层大气变热，但整个系统的能量基本没有变化。 \ endgroup美元- - - - - -Danila斯米尔诺夫2020年9月4日7:46
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2\ begingroup美元 @DanilaSmirnov在区分冷却地球和重新分配热量时，我们必须问OP他们所说的“冷却地球”是什么意思:整个行星，表面，低层对流层，整个大气。温室效应使平流层降温，但我们说的是全球变暖，而不是全球热量再分配。你确定你指的是考古学家，而不是古气候学家吗?尽管考古学可以提供历史气候的线索，但这只是整个谜题的一部分(注意:欢迎来到地球科学!)江南体育网页版 \ endgroup美元- - - - - -gerrit ♦2020年9月4日8:48
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3.
不，通过小行星撞击来冷却地球是不可能的。
任何可能撞击地球的小行星的质量都太小了，不可能成为一个散热器。的小行星杀死了恐龙周围有一团10美元^ {16}$公斤。地球的质量为10美元^ {24}$千克，或者多1亿倍。无论小行星有多冷，撞击时释放的动能大部分都会转化为热量。
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\ begingroup美元 “任何可能撞击地球的小行星的质量都太小了，不可能成为一个散热器”我不确定这与任何事情有什么关系。动能与质量成正比，所以小行星越大越糟糕 \ endgroup美元- - - - - -理查德•刺痛2020年9月4日21:24
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2\ begingroup美元 @RichardTingle当然正确，但我认为有必要指出，不管实际影响如何，实际上任何影响都将非常小，以至于本质上为0。这就像问“向海洋中加入一滴管近乎结冰的水会改变温度吗?”或者“一颗距离地球1万光年的恒星会影响地球上的潮汐吗?”当然，从技术上讲，这个变化是非零的，但从实际情况来看，它的影响是如此之小，以至于与其他正在发生的事情无关。 \ endgroup美元- - - - - -每股收益2020年9月4日22:36
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就你的目的(整个系统中的能量)而言，小行星是否轻轻着陆并不重要，因为能量是守恒的:如果小行星通过某种大气制动而减速，那么能量就会以热量的形式进入大气。如果它在全速冲向海洋的过程中减速，那么能量就会以热量的形式进入海洋。如果能量进入了小行星，但它使温度升高到高于大气温度，那么小行星无论如何都会随着时间的推移将额外的热量辐射到大气中。
假设这颗小行星一开始的温度非常低，0开尔文，而全球平均温度只有285K左右。现在我们将把材料作为一个问号，但称比热容为c。我们的小行星在变得比平均大气温度更高之前可以吸收的能量是(焦耳):
$ $ m \ cdot \δt \ cdot c = m \ \ mathrm{公斤}\ cdot 285 \ \ mathrm {K} \ cdot c \ \ mathrm {J} \ \ mathrm{公斤}^ {1}\ mathrm {K} ^ {1} $ $
由于地球的逃逸速度为11千米/秒(11000米/秒)，因此进入地球的总能量(单位为kg m^2/s^2，即焦耳)将为:
$ $ \压裂{1}{2}mv ^ 2 = \压裂{1}{2}m \ mathrm{公斤}\ cdot 11000 ^ 2 \ \ mathrm {m ^ 2} \ mathrm {s ^ {2}} $ $
我们希望我们的小行星能够吸收比它下落时更多的能量:
$ $ m \ mathrm{公斤}\ cdot 285 \ mathrm {K} \ cdot c \ mathrm {J} \ \ mathrm{公斤}^ {1}\ mathrm {K} ^{1} > \压裂{1}{2}m \ mathrm{公斤}\ cdot 11000 ^ 2 \ \ mathrm {m ^ 2} \ mathrm {s ^ {2}} $ $
质量立即抵消，经过一些算术，我们最终得到(四舍五入相当多)c > 200,000 J/kg K。
不幸的是，比热最高的材料是氢，比热约为14000 J/kg K，这与我们所需要的相差甚远。
简单的回答:不。
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一颗小行星或彗星，没有。
即使它是巨大的，你也可能会发生行星灭绝事件，比如陨石撞击尤卡坦地区，导致恐龙灭绝。这是由于大量的灰尘和土壤等将被抛到大气中。
另一件事，当小行星/彗星/陨石进入地球大气层时，由于与空气的摩擦，它会立即开始升温。在这个过程中，小行星的一些部分会消失。
如果这颗小行星是由
具有高热容的材料
这可能会保护它在进入大气层时不会升温，那么同样的材料，作为一个优秀的隔热体，将防止来自小行星核心的寒冷迅速释放。所以没有瞬间冷却。
如果小行星撞上海洋，水就会有很高的热容量。它不会迅速冻结，因为一个潜在的非常大的超级冷的岩石掉进了海洋。会有一些局部的短期降温，很快就会恢复失去的温度。
如果一大堆超级冷的岩石同时撞击地球，地球的问题将不是如何应对寒冷，而是如何应对所有上升到大气中的灰尘以及岩石撞击地面所产生的地震冲击。
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从热力学角度来看不
Jean-Marie对气溶胶效应给出了一个很好的答案。其他人观察到撞击会给地球增加能量。我只想看看能源预算。
太阳倾泻在…的数量级上173兆瓦在地球上，不停。小行星有一个热容按…的顺序$10^{18} - 10^{24} j / k $，取决于大小。注意，petawatt是美元$ 10 ^ {15}J / s．还要注意太阳会倾倒10美元^ {18}W美元大约每5.8秒发生一次。
现在，让我们想象一下，我们发现了一颗小行星漂浮在星际空间的寒冷3k(或更冷或更热……确切的数字并不重要)。让我们进一步假设，我们可以把它扔向地球，并在不增加任何显著能量的情况下让它着陆(我们使用一种外星牵引光束将它轻轻地降至地面)。这颗小行星将通过自身加热来“冷却”地球。所以…我们预计会冷却多少?
与其假装地球是一个漂浮在太空中的孤独的冰盒子，并计算当我们把一个大冰块扔进去时会发生什么，我认为更有用的是简单地问:“太阳会多快融化我们的冰块?”
对于一颗小行星来说，太阳每6秒左右就会提供足够的能量使其升温1k。要将小行星从3k提升到地球，平均表面温度为288 K，需要不到1800秒的时间，也就是大约30分钟。这大约是在一个不是特别温暖的日子里，一块冰块在冰饮料中可以保存的时间。
现在，这大致相当于关闭太阳30分钟。这将对全球天气产生显著影响，但我怀疑这种影响甚至在几天后仍会显著。在一年的时间里，这一现象相当于太阳能减少0.005%。几乎不足以在气候记录中发现。
当然，我们在最初的计算中选择了最小的小行星。如果你往大的一端走，你可以把所有这些数字提高一百万倍，或多或少。例如，谷神星将吸收太阳每年发送到地球的能量的5000%。这是50年的太阳能，显然是一个重大的影响。鉴于它是圆的，我们可以讨论谷神星是否算作“小行星”。Nysa更像“小行星形状”，但只有我们最初计算的100倍热容。因此，一年0.5%的太阳下沉可能足以引起注意，但可能不足以引起可归因的长期气候影响(考虑到米兰科维奇周期会产生更大的差异)。
请注意，如果你从一个更典型的小行星温度约200k开始，你会将所有的能量预算数字减少到其值的1/3左右(这意味着，最小的冰块将在10分钟左右融化)。
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撞击通常发生在20至70公里/秒的范围内。
我们来看看20km /s的那个。
20km /s下的1kg质量= 1kg * 20,000m/s * 20,000m/s /2 = 2亿焦耳。
把冰从绝对零度带到熔点需要1000 * 273 * 0.5 = 13.6万焦耳。是的，融化它需要能量，蒸发也需要能量，但与动能相比，这是非常小的土豆。(水冰是彗星冰的最大组成部分。氨的比热略高，而甲烷的比热要低得多。)
因此，作为一种冷却的来源，彗星撞击并不重要。
所以，让我们邀请大天使加布里埃尔下来，轻轻地把彗星放下，融化并冷却该地区。
大彗星直径20公里。为了简单起见，假设是固态冰。20千米的球体是4/3 * PI * 10^3 =大约4200立方千米的冰。
哇。我的马提尼要好多冰块!
对比:加拿大有1000万平方公里的面积。如果你有1/10米的冰(4英寸……)，你就有1/ 10000公里* 1000万公里= 1000平方公里。所以你的彗星的寒冷效应是加拿大春天的四倍。(好吧，10厘米是任意的。)
或者相当于加拿大40厘米厚的冰。
现在一平方米40厘米的冰大约是400公斤。(请不要用水和冰的不同密度来混淆水。这是一个BOTE计算。)
假设从接近绝对零度开始，1公斤的冰融化大约需要500千焦。400公斤需要20万千焦
正午的太阳常数约为1千瓦/平方米。(是的，这取决于纬度、一年中的时间、云量以及其他被认为只会影响披萨味道的因素)所以正午20万秒的阳光会融化冰。大约55小时。
由于晚上的原因，大概需要200个小时，而且角度很低。8天。伊什。
然而，加拿大不是整个世界。只有大约1/50。所以8/50或大约4小时的阳光照射在地球上融化了彗星。
就像把饮料里的冰块扔进篝火里一样。
你只剩下核冬天的可能性。其他人已经解决了这个问题。
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虽然彗星在太空中很冷，但当它们靠近太阳和地球时就会消散。它们一接触大气层就燃烧起来。如果一颗彗星足够大，它们可能具有与白垩纪小行星撞击相同的气候问题
