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地球曾遭受小行星“狂轰滥炸”,或已影响氧气水平

温室气体笼罩之下,小行星撞击产生的熔岩湖与地表水共存。此时的地球一派地狱景象。(艺术处理图)

一颗直径50米的小行星撞击地表后产生的巨大陨石坑。

在漫长的历史中,地球曾遭受许多庞然大物的撞击。当地时间7月8日,在哥德施密特地球化学会议上公布的一项新研究表明,真实撞击次数可能是此前认知的10倍左右。这意味着在25~35亿年前,平均每1500万年就会发生一连串撞击事件,并且规模不亚于导致恐龙灭绝的小行星撞击。其中个别撞击事件的影响巨大,范围甚至达到城市、小型省份级。

与现在温和的地球环境相比,早期地球是难以想象的狂暴之地。科学家们认为,地球曾被大量大型小行星(直径大于10公里)撞击,这对地球近地表的化学成分和生命维持能力产生了重大影响。6600万年前导致恐龙灭绝的希克苏鲁伯大碰撞正是这类型碰撞的典型例子。然而,早期地球和希克苏鲁伯大碰撞时的地球区别很大,造成的影响也不尽相同。

在月球和其他岩质行星上,同样可以观察到类似碰撞产生的陨石坑。大气风化和板块构造掩盖了地球上古代陨石坑的直接证据。然而,科学家还能通过在古代岩石中发现的“小球体”,追溯这些遥远撞击的“回声”:巨大的撞击喷射出熔融的粒子和蒸汽,在冷却后落入地球,以小型球状粒子的形式嵌入岩石中。撞击越强烈,粒子相对撞击点的扩散程度越广。

美国西南研究所研究人员Simone Marchi博士说:“我们开发了一种新的撞击通量模型,并与古代球粒层数据的统计分析结果进行了比较。由此,我们发现现在使用的模型严重低估了球粒层记录的撞击次数……这些撞击事件可能从根本上改变了地球表面和大气的演变。例如,我们正在研究的一个问题是‘撞击是否影响了大气中氧气的演化?’研究表明,在强烈撞击期间,氧气水平会急剧波动。鉴于氧气对地球发展乃至生命孕育的重要性,它与碰撞事件之间的联系应该非常有趣。”

南非开普敦大学研究人员Rosalie Tostevin博士评论说:“撞击产生的巨大影响肯定会造成一些破坏。然而,在如此久远的时间里,少有岩石能够保存下来,因此,证实撞击及其生态后果的直接证据是不完整的。Marchi博士团队提出的模型能帮助研究人员更好地了解早期地球的碰撞次数和规模。某些化学标记表明,氧气含量在永久上升之前,早期大气中曾有过氧气‘气息’。不够,这些“气息”的意义是什么,或者说它们是否真的存在过,仍然存在相当多的争论。虽然我们倾向于认为地球内部和生命的进化是地球氧气平衡的控制因素,但来自太空的岩石撞击也极有可能是潜在推手。”

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编译:德克斯特 审稿:西莫 责编:陈之涵

来源:哥德施密特地球化学会议

原文链接:https://phys.org/news/2021-07-early-earth-bombarded-series-city-sized.html

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