2018年1月16日,加拿大安大略省和美國中西部的天空突然出現了一道耀眼的亮光,路邊的行人紛紛駐足觀看。人們意識到,這是一個來自遙遠宇宙的不速之客。
氣象雷達很快就追蹤到了這道亮光,科學家們對此高度重視。他們判斷,這是一顆闖入地球大氣層的隕石在燃燒。他們一直目不轉睛,直到它燃燒、碎裂、重重地砸在地球表面,科學家們迅速出動,密西根州漢堡的草莓湖上搜索,找到了這次事件的主角——只剩下一隻核桃那麼大的一塊隕石殘骸。
(圖片說明:隕石進入大氣層時人們捕捉到的照片,圖片來自美國流星協會)
科學家們如獲至寶,正所謂是「踏破鐵鞋無覓處,得來全不費工夫」,NASA、JAXA等機構費盡心機從小行星上採樣帶回地球,這塊隕石卻主動送上門來。
更加幸運的是,隕石砸在這裡時並沒有落入水中,否則將極難被打撈上來。同時冰面上也沒有湖水中的那些浮遊生物,極大程度上防止了隕石被地球物質所汙染。研究人員迅速將隕石帶回,在最大程度上保持了這塊隕石的原始狀態,給後續的研究帶來了巨大的便利。
(圖片說明:墜毀在美國密西根州的隕石)
芝加哥大學地球物理科學系的博士生Jennika Greer形容這塊隕石說,它受到的地球「汙染」的確非常少,以至於當它被帶到芝加哥菲爾德博物館的時候,就好像是專門從太空帶回來並受到過精心的保護一樣。他是菲爾德博物館的一名研究人員,參與到了這次一支對這塊隕石進行研究的國際科學團隊。
研究團隊的領導者是菲爾德博物館的隕石館館長Philipp Heck,他是來自於芝加哥大學的一位副教授。Heck介紹說,當太空中的隕石以每秒幾英裡的速度闖入大氣層的時候,它們周圍的空氣就會在高能狀態下被電離。隕石與大氣摩擦產生的超高熱量可以將它90%的部分都熔掉,最終留下剩餘的小部分殘骸,包裹在厚度約1毫米的玻璃熔殼中,而這些玻璃熔殼,就真實地記錄了隕石在太空中時的地質化學屬性。
有趣的是,雖然在飛行過程中熱得能夠發出火光,但在落地的時候,由於外層汽化的外殼將熱量帶走,這些隕石反而是非常涼的。Heck補充道:「聽那些目擊者說,當這塊隕石墜落下來的時候,周圍的水都因為隕石過於寒冷而被凍結了。」
在拿到這塊隕石後,研究團隊馬上進行了分析。在對隕石內鈾(擁有鈾-235和鈾-23兩種同位素)與鉛(擁有鉛-206和鉛-207兩種同位素)的同位素衰變比例進行分析後,研究人員得出結論:這塊隕石的母體形成於大約45億年前。
他們發現,這塊隕石的母體在當時受到了高達700攝氏度(約1300華氏度)的高溫作用,於是經歷了一個叫做熱變質的過程。從距今30億年前開始的很長一段時間裡,它就再也沒有經歷過任何巨大的變化。
Heck指出,這塊隕石最初還屬於一顆小行星,但是在對它暴露於太空中所遭受到的宇宙射線進行分析後他們發現:在大約1200萬年前,這顆小行星遭遇了一次嚴重了撞擊,於是這塊隕石的母體脫離了原來的「家」,成為了宇宙中的流浪者。
在隕石分類上,這塊隕石被歸類為H4型隕石。其中,H表示的是隕石內所含有的鐵元素相對比較豐富。而在所有落在地球表面的H型隕石中,大概只有4%是屬於H4型隕石。在經歷了最初的加熱後,這塊隕石就幾乎沒有發生過變化,因此我們可以通過它來了解那個時候的太陽繫到底處於一個怎樣的狀態。
Greer介紹說:「當我們觀察這些隕石的時候,實際上是在觀察那些在太陽系早期歷史中形成的物體近乎於原始狀態的物質成分。」不得不說,這是宇宙賜給我們的一個研究太陽系歷史的標本。
正是這樣的原因,才讓接下來的發現顯得那麼令人震驚。
在這塊隕石中,研究人員一共發現了大約2600種有機物!既然它在數十億年的歲月裡都一直保持著最原始的狀態,那就證明在太陽系早期,就已經擁有豐富的有機化合物了。或許在那個時候,就有類似的天體不斷撞擊地球,同時把各種各樣的有機會帶到地球上。
我們知道,有機物是孕育生命的基礎。和無機物相比,有機物更能結合成為大分子,實現更多更複雜的功能,支持生命的各項活動。因此,有機物的出現,給地球帶來了生機。而地球最早的有機物,或許就和這些隕石有關。
Heck指出:從地外有機物到地球上的第一個微生物,是生命發展的一大步,儘管這一步仍然蒙著神秘的面紗,但我們深知它對於人類乃至整個地球的重要意義。
有研究表明,宇宙中攜帶著有機物的隕石其實非常多,甚至在經歷熱變質過程後仍然保留著這些有機物,我們今天討論的這塊隕石就是一個直接的證據。而在太陽系早期,隕石轟炸地球也是一件司空見慣的事,遠比今天要頻繁得多。
所以在最後,Heck非常有信心地說:他們非常確定,通過隕石輸入到地球的有機物寶庫在為生命播種的過程中發揮了舉足輕重的作用。
實際上,在今天,有些科學家也相信地球生命起源於外太空,是隕石將一些微生物帶到了早期地球,它們在這裡生根發芽並且不斷發展,形成了今天這樣豐富多彩的生態系統。如果這個理論你難以接受,那麼有機物外來說或許更有說服力一點。從外太空來的有機物在地球這個溫室中有了足夠的反應機會,最終形成了生物所需的各種分子,造就了第一個生命。
也許,生命不是在外星起源的,但組成生命的物質來自於外太空。
不管怎麼樣,地球生命起源之謎仍然在困擾著科學家,我們到底從哪裡來,還將在很長一段時間裡讓我們追問不已。從最近的一些發現來看,地球生命的種子,和大氣層以外無限寬廣的外太空,可能有著千絲萬縷的聯繫。