研究顯示，爆炸的恆星可能導致地球大滅絕

伊利諾伊大學厄巴納-香檳天文學和物理學教授布萊恩·菲爾茲斯（Brian Fields）本周發表的一篇論文，將遙遠的超新星作為過去大規模滅絕事件的一個原因——特別是Hangenberg事件，它標誌著泥盆紀和石炭紀之間的界限。菲爾茲以前提出過這種事情，而這和他的早期著作令人著迷的「假設」不謀而合。每個模型都模擬了超新星對地球生物圈的影響，以及我們如何尋找它發生的證據。

然而，重要的是要明白，這兩篇論文都不應被視為有證據表明所引用的事件是由超新星引起的，或代表任何一般科學共識。它們只是耐人尋味的建議，它們表明我們應該尋找什麼樣的證據。

存在的威脅

如果您用同一句話說「大滅絕」和「空間」，那麼大多數人的第一件事就是小行星對地球的影響——即使恐龍迷們想到了Chicxulub隕石坑，而流行文化迷們也想起了電影例如《深度衝擊》或《世界末日》。

但是，小行星撞擊並不是地球面對太空的唯一威脅，而白堊紀-古近紀並不是地球經歷的唯一大規模滅絕事件。 3.59億年前發生了更大的大規模滅絕事件，這稱為Hangenberg事件，它標誌著泥盆紀和石炭紀之間的界限。Hangenberg事件影響了海洋和陸地生物群落，消滅了97%脊椎動物物種。

大約一千萬年前發生的克爾瓦瑟（Kellwasser）滅絕事件可能由小行星撞擊引起。但是，尚未發現Hangenberg事件的正確時間。提出了其他幾種潛在的機制，包括植物壽命的重大變化以及由於巖漿而大量在大氣中注入二氧化碳和二氧化硫的後續影響。但到目前為止，還沒有&34;直接指向一個原因。

臭氧耗竭

我們對Hangenberg大滅絕的了解是，它們發生在數億年前。在此事件中，我們還發現數千年來紫外線對花粉和孢子的破壞作用，進而表明臭氧層可能遭受長期破壞。

這一時期紫外線破壞的長度和嚴重程度可能排除了臭氧層破壞的多數當地原因。由於地面原因造成的臭氧消耗，例如由於地表溫度升高而增加的平流層水蒸氣，不太可能嚴重到足以導致在此期間出現大規模滅絕。

同時，臭氧層通常會在十年左右的時間內從更多的局部災難性天體物理學事件中恢復，這些事件包括硼化物撞擊、太陽耀斑和伽馬射線爆發，這並沒有說明Hangenberg大滅絕的嚴重性或持續時間。

菲爾茲的研究小組認為，一顆超新星可能解釋了Hangenberg滅絕的嚴重程度和持續時間。

遙遠超新星對生物圈的影響

人們通常將超新星事件想像為瞬時事件，即一顆超大質量的恆星爆炸，並且輻射波前沿在經過附近的任何物體時都會立即對其進行烹飪。在25光年左右（比我們的太陽系面臨的任何超新星威脅都近得多），這個距離足夠精確。

但是，可以感覺到超新星事件的影響（並可能導致滅絕事件）遠遠超出了相對狹窄的「殺滅半徑」。在2018年，由菲爾茲（Fields）領導的另一個團隊試圖將250萬年前生物多樣性下降和滅絕率上升的時期與可能的超新星事件聯繫起來。這篇論文基於全球範圍內鐵-60含量的升高，推測了一顆超新星發生在163至326光年之間，這是超新星產生的放射性同位素。但是滅絕恰逢一個重大的氣候變化時期，因此尚不清楚是否需要超新星來解釋它們。

對於這項新工作，研究小組使用了全球氣候、大氣化學和輻射傳輸模型，來研究來自遙遠超新星的宇宙射線通量將如何改變臭氧層。託馬斯對《天體生物學》雜誌說，遙遠的超新星的影響不會一次全部到達。相反，星際介質使某些粒子比其他粒子減速得更慢，從而導致了「放射性鐵雨」，這種現象可以持續數十萬年。

​證明在正確的時間框架內發生了超新星，以解釋更古老且更具破壞性的漢恩貝格事件的關鍵，是在事件期間沉積的巖石和化石中發現放射性同位素鈽-244和釤-146。兩種同位素都不自然存在於地球上，菲爾茲斯將它們多彩地描述為「綠色香蕉」。

​菲爾茲斯說：「當您在伊利諾州看到綠色香蕉時，您知道它們是新鮮的，而且您知道這裡沒有種植香蕉。」鈽-244和釤-146的衰變期足夠長，足以在3.6億年後被探測到，但又足夠短，以至於無法將它們包含在地球的原始形成中。