8億年前,地球遭受了小行星狂轟濫炸,改變了地球的氣候進程

2020-07-28 姿勢分子knowledge

隨著歲月的流逝,地球上的一切都可以被自然變化所抹平。地質運動、風化作用、大氣循環……都可以抹掉地球曾經經歷過的變遷。但是,歲月無法抹平一切,過去的經歷總會留下一些蛛絲馬跡,可能是在地表以下,也可能是在月球上。

8億年前,地球遭受了小行星狂轟濫炸,改變了地球的氣候進程

(圖片說明:NASA月球勘測軌道器從遠處拍攝到的月球表面環形山)

科學家指出,地球可能在8億年前經歷過海量小行星的狂轟濫炸,甚至被炸得遍體鱗傷。儘管自然作用已經將絕大部分證據毀掉,但日本科學家們仍然在月球表面找到了這段歷史的痕跡。

2007年,日本航天局的「月亮女神(SELENE)」月球探測器發射升空,帶著3大任務前去探索月球。雖然它僅僅工作了不到兩年,但是獲取到了大量的信息,讓科學家們能夠直到今天還可以從中取得突破性的研究。

來自大阪大學行星科學組的寺田健太郎教授所領導的一支研究團隊最近在分析月亮女神的月球隕石坑圖像時,發現了一個驚天大秘密,向我們展示了地球和月球曾經遭遇到的恐怖撞擊事件。

8億年前,地球遭受了小行星狂轟濫炸,改變了地球的氣候進程


在太陽系中,地球時時刻刻都面臨著被小天體撞擊的威脅。其中最恐怖的一次,莫過於6600萬年前滅絕恐龍的那顆小行星。據推測,當時那顆小行星的直徑大約有10公裡,在今天墨西哥的尤卡坦半島留下了一個巨大的隕石坑。科學家認為,這樣大的天體撞擊地球事件大概每1億年就會出現一次,而比它小一些的撞擊更是非常頻繁。只不過地球表面的自然活動太多,撞擊坑幾乎都被抹平了。

好在,距離我們不遠的月球,留下了足夠的證據。只要我們對它研究得足夠深入,也能從側面了解到地球被小天體轟炸的歷史。

8億年前,地球遭受了小行星狂轟濫炸,改變了地球的氣候進程

(圖片說明:本次研究的59個環形山分布圖,紅色標記的是形成時間與哥白尼環形山比較接近的環形山)

該團隊對直徑在20公裡以上的環形山進行了觀測,最終選擇了其中比較年輕的59個進行深入研究。在它們的周圍,星羅棋布著許多直徑在0.1-1公裡之間的小撞擊坑,它們都是造成這些環形山的天體飛濺物所形成的。其中最著名的,就是直徑達93公裡的哥白尼環形山。它比較年輕,而且有明顯的輻射紋,在它的周圍,研究團隊找到了多達860個的小隕石坑。

他們利用這些數據,對這些環形山的形成時間進行了分析。結果發現,這59座環形山中,有8座都是形成於同一時期。同時,研究團隊參考了美國阿波羅計劃中對月球表面研究的數據,結果顯示:月球在距離今天8億年前的時候,曾經遭受到了非常大規模的隕石撞擊。

8億年前,地球遭受了小行星狂轟濫炸,改變了地球的氣候進程

(圖片說明:研究團隊推測的地月系被撞擊時間,8億年前的高峰暗示著那段歲月的黑暗)

這讓人捏了把汗,不禁擔憂:地球在那段時期經歷了什麼?如果當時真的有大批小天體闖進地月系,地球恐怕也很難倖免吧?

至少,寺田健太郎等人對此還是給出了肯定的猜測,他們相信「小行星雨不僅出現在月球上,地球肯定也經歷了同樣的事件」。

與此同時,研究團隊還對現今一些小行星進行了研究,比如一顆名為Eulalia(495 Eulalia.)的小行星。據分析,Eulalia是一顆更大的小行星所殘留下來的碎塊。之前的那顆小行星曾經發生了解體,絕大部分都變成隕石雨砸到了地月系,只有Eulalia等少部分碎片倖存了下來。他們相信,它的母體在被撕裂之後,一定向地球和月球發起了狂轟濫炸。

8億年前,地球遭受了小行星狂轟濫炸,改變了地球的氣候進程

(圖片說明:哥白尼環形山周圍的小隕石坑)

他們在論文中指出:「根據環形山的標準規律以及地球和月球被撞擊的概率,我們推測至少有(4–5)×10^16kg的流星體,這個質量是奇克蘇魯布撞擊(恐龍滅絕)的30-60倍。這次撞擊一定發生在成冰紀,也就是氣候巨大變革的時代之前撞上地月系的。」

所謂的成冰紀出現在距今7.2-6.35億年前,地球歷史上最嚴重的兩次冰河期都出現在這段期間。那麼,地球當時的極寒天氣是否與這次撞擊有關呢?

研究團隊再次給出了肯定的答覆。他們指出,Eulalia的碎片同伴們有很大一部分殘留在了今天的小行星帶中,他們的隼鳥號探測器正在採樣的小行星龍宮就是其中之一。除此之外,還有一些碎片則變成了今天的近地小行星。

8億年前,地球遭受了小行星狂轟濫炸,改變了地球的氣候進程

(圖片說明:小行星龍宮,紅色標記為隼鳥號的採樣點)

他們還指出:從8億年前到元古代晚期(6.35億年前),地球上的磷循環發生了巨大的改變,這個過程對地球的「海洋生物元素循環、海洋氧化還原狀態、地球氣候系統的巨大改變以及動物的出現」都有著重要的影響。

寺田健太郎指出:他們的研究為地球科學和行星科學都打開了一扇新的大門,能夠在許多領域產生巨大的影響。

就像他們分析的那樣,地球的生物演化與小天體的撞擊有著密不可分的關係。正所謂「成也蕭何,敗也蕭何」,小天體既為地球帶來了無限的生機,也造成了恐怖的滅絕事件,並且仍然在時時威脅著今天的地球生物。

8億年前,地球遭受了小行星狂轟濫炸,改變了地球的氣候進程

(圖片說明:月亮女神號拍攝的環形山,周圍綠色標記的都是飛濺物形成的小隕石坑)

當然了,這樣恐怖的撞擊事件既可以說是滅絕生物的末日,也可以看作是地球生物的一次洗牌。它並沒有讓地球從此變成地獄,而是讓地球以一種新的面貌呈現出來。甚至,如果不是小行星把恐龍和其他生物滅絕了,地球上未必能孕育出人類這樣的智慧生物。

不過,即便如此,我們也不能忽略小行星的破壞力。它們能夠在全球範圍內滅絕掉恐龍,對於我們的威脅也不會小。如果像科學家推測的那樣,奇克蘇魯布這樣的撞擊平均每1億年出現一次,那麼下一次還有三千多萬年。考慮到這只是個平均數,所以下一次的時間可能提前也可能推遲。

8億年前,地球遭受了小行星狂轟濫炸,改變了地球的氣候進程

儘管目前來看,小行星撞擊地球的概率極低,近地小行星也受到科學家們的密切注視。但是,宇宙中的撞擊是無法避免的,早晚有一天,會有新的小行星闖進地球。到那個時候,我們是否能把它消滅呢?

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