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源于22.29亿年前的陨石撞击坑 埋藏着宇宙生命诞生的秘密

  • 文章来源: / 作者: / 发布时间:2019-10-11
  • 近日,位于澳大利亚的雅拉布巴陨石坑吸引了科学家的目光。这个源于22.29亿年前的陨石撞击坑,很有可能埋藏着宇宙生命诞生的秘密。

    根据最新的陨石测定,雅拉布巴成为了地球上已经发现的近200个撞击坑中最古老的一个。更为特别的是,它的年龄恰好与地球早期的 雪球地球 时期相匹配。科学家推测这一次撞击可能使当时厚厚的冰层蒸发,释放出大量水蒸气到达平流层,造成了强大的温室效应, 解冻 地球,为生命的诞生创造 温床 。由此,科学家不禁联想,小行星撞击是否是生命的起源?我们是否可以通过这种 迹象 寻找地外生命?

    化学元素:宇宙生物信息的 包裹

    对于陨石化学元素的测定让我们可以判断这次陨石撞击的时间。除此之外,某些陨石中甚至携带着一些 生命信息 ,为科学家提供了一种生命诞生的全新思路。此前,就有科学家在陨石中发现了氨基酸分子的存在,这种地球生命的基础很可能指向了地外生命存在的可能性。因此,对于陨石年龄、成分的判定就变得尤为重要。

    对于岩石年龄的测量,科学家一般采用同位素测年法,即利用放射性元素核衰变规律测定地质体的年龄。 当岩石和矿物中含有的放射性同位素物质形成后,与周围环境隔绝的放射性同位素不断地衰变而减少,衰变产生的稳定同位素在该物体中相应积累而增加。 中国地质大学行星科学研究所教授肖龙在接受科技日报记者采访时表示,科学家可以通过测定这些物体中同位素母体和子体的含量,根据放射性衰变定律计算出该物体的年龄。这是因为每一种放射性同位素都具有恒定的衰变速度。

    另外,各种放射性同位素的半衰期变化范围广,如一些长寿的放射性同位素铀、钍、钾等的半衰期很长,与地球年龄处于同一量级,即可用于测定地球早期的地质事件年龄,而短寿的放射性同位素如14C等可用于近代地质事件过程的测年。

    位于澳大利亚西部的雅拉布巴陨石坑形成时间非常长,因此科学家选择使用撞击作用形成时含有较多U、Th和Pb的锆石矿物来定年。在实际测年时,还需要确定这些锆石是撞击作用时形成的,这样的测年结果才有意义。研究人员在撞击产物中,发现了由撞击作用产生的高温事件,导致早期形成的锆石发生了熔融和重新生长,即在早期锆石周边发育有撞击引起的生长边。 这个生长边就构成了撞击作用的计时器,然后再采用常规的U-Th-Pb法对边缘锆石进行定年,从而获得了准确的撞击时间 22.29亿年前。这一结果也证明了,这是目前地球表面已经发现的最古老的撞击坑。 肖龙说道。

    时间的巧合: 雪球 可能是生命的起点

    科学家研究发现,地球历史上可能出现过两次 雪球地球 事件,一次发生在24.5亿 22.2亿年前,另外一次是在距今约8亿 5.5亿年前。雅拉布巴陨石坑的定年结果,刚好与早期 雪球地球 事件快要结束的时间相当,因此部分科学家提出,这次撞击可能导致了覆盖在地球表面的大量冰雪融化,从而结束了 雪球地球 事件。

    所谓 雪球地球 ,就是全球冰冻现象。指的是地球表面从两极到赤道全部被结成冰,地球被冰雪覆盖,变成一个大雪球。这个概念最早是在20世纪90年代初由美国科学家约瑟夫 科什文克提出。在 雪球地球 事件发生时,由于几乎全球都被冰冻且缺氧,因此有人推断当时的地球不利于生命的生存和繁衍。

    时间上如此的巧合让科学家不禁怀疑,正是此次撞击事件改变了地球对于生命的 苛刻 条件,大量冰雪消融为生命的诞生塑造了一个温暖的环境。事实上,许多陨石中包含的生命因素、陨石撞击对于星体环境、气候的影响也似乎可以从侧面证明,小行星撞击很有可能是包括地球在内的,许多天体生命诞生的起源。只不过与 雪球地球 事件一样,因为年代的久远,我们缺乏足够有效的证据来验证这一观点。对于我们研究其他天体而言, 雪球地球 恰如其他宇宙星体的缩影,很可能包含着其他星球上生命诞生的 证据 ,对于此次小行星撞击与 雪球地球 结束之间相关性的研究,能够进一步帮助我们看清地外生命存在的蛛丝马迹。

    对第二次 雪球地球 事件的研究相对较多,已经提出了多种假说和模型来解释这次 雪球事件 的形成和结束。有学者认为,在距今8亿年前左右,地球内部的岩浆活动导致了大规模的火山喷发,喷发的尘埃产物占据了大气层,起到了对阳光的阻挡作用,从而形成了所谓的 火山冬天 ,并导致 雪球地球 的形成。相应的, 雪球地球 也随着 火山冬天 效应减弱而结束。

    希望种子:星际空间的播撒与 消毒

    小行星撞击也被认为是导致 雪球地球 结束的原因之一。小行星撞击地球时会释放大量热量,导致地球表面的冰雪融化。

    小行星撞击与地球解冻的关系虽然在理论上很容易理解,但是要去科学证明二者的关系,还需要大量的研究。在肖龙看来,澳大利亚雅拉布巴陨石坑的形成,尽管在时间上与第一次 雪球地球 事件的结束时间较为吻合,但目前还不能确定二者之间的因果关系。这次撞击事件毕竟不是很大,导致撞击点附近局部的解冻是完全可能的,但能否导致全球性的解冻,是值得商榷的。如果要进一步检验二者的因果关系,除了事实证据外,还需要通过数值模拟和理论计算等方法,来探讨其可能性。

    小行星撞击地球是 常事 。一般我们想到的结果都是对地球造成灾害性影响。实际上,小行星撞击地球,也会对地球环境、资源富集以及生命的形成与演化起到积极的作用。

    假设从解冻 雪球地球 的角度来看,小行星撞击地球会导致冰雪融化,环境温度升高,有利于生命的生存和繁衍。如果追溯到地球生命起源的话,小行星撞击给地球带来生命之源,也是可能的。

    众所周知,我们至今还无法准确地回答地球生命是如何产生的,也就是说,我们并不能确定地球生命的来源。作为生命起源的假说之一, 泛种论 认为,宇宙空间布满了形成生命希望的种子,这些种子会通过天体之间的撞击,在星际空间传播,然后在合适的环境下不断演化和进化。当然,这还是一种假说。科学家曾对一块火星陨石进行研究,发现了疑似生物化石的结构,一度被认为是找到了火星生命的迹象,但后来也不断传出质疑的声音。

    同样的道理,地球上的生命也有可能会被带到其他天体上。科学家已经在月球上找到了来自地球的陨石,其他相邻天体上自然也不能排除这种可能。这些来自地球的 礼物 可能就带着地球的生命。但是,由于撞击作用的能量非常巨大,撞击到其他天体表面时的高温事件,会对 礼物 进行 消毒 ,因此表层的生命是难以得到保存的,但不能排除内部仍然保留有生命信号,并且在合适的条件下复活。这些都是天体生物学家研究的内容。