周一發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)的研究文章說,在30 多億年前,一顆巨大的太空隕石(代號S2),約有四座珠穆朗瑪峰那么大,撞擊在南非,造成早期地球環境迅速劇變,加速了生命的形成。此撞擊并不像6600 萬年前,寬達10 公里的Chicxulub小行星隕石撞擊墨西哥尤卡坦半島海岸,導致恐龍滅絕的后果。
發表此研究的哈佛大學地球與行星科學助理教授納賈·德拉邦 (Nadja Drabon) 表示,太古時代的地球幾乎是一個水世界,僅有幾個突出水面的島嶼。據估計,直徑超過10 公里的 “巨型巖石體” 至少每 1500 萬年撞擊一次地球,那么在太古時代( 40 億年前到 25 億年前),地球至少有 16 次被巨型隕石撞擊。研究人員在南非 Barberton Makhonjwa 山脈的巖石中找到了發生在 36 億至 32 億年前的八次大型撞擊事件的地質證據。
德拉邦(Drabon)和同事們在 Barberton Makhonjwa 山脈
S2 隕石的質量估計是Chicxulub 小行星隕石的 50 到 200 倍。當時地球上還沒有出現復雜的生命,只有細菌和真菌的形式存在的單細胞生命。海洋中可能也存在一些生命,但缺乏營養,因此太古時代的地球海洋也被描述為“生物沙漠”。
當 S2 隕石撞擊到地球時,撞擊面積直徑在37 到 58 公里之間。這樣的撞擊結果迅速而猛烈,數小時內,撞擊后注入大氣中的塵埃在使天空變暗,即使在地球的另一側也是如此。大氣層升溫,厚厚的塵埃云阻止了微生物吸收陽光能量。任何陸地或淺水區的生命都會立即感受到這種不利影響,并且這些影響持續幾年到幾十年。撞擊形成大量小而圓的顆粒,呈現玻璃狀或結晶狀,沉積在巖石中,這些“小球粒"的微小顆粒被取下來送回實驗室進行了研究分析。
撞擊發生后,海嘯迅速席卷全球,撞擊產生的能量極為強大,以至于將海洋的表層蒸發。當海洋表面沸騰和蒸發時,它們會形成鹽,在實驗室中從巖石中分布的鹽可以推測當時的海嘯。海嘯攪動了鐵等元素并將它們從海底帶到了地表。與此同時,海岸附近的隕石撞擊殘骸由于侵蝕最后都融入大海并釋放出磷。實驗室分析顯示,在撞擊后以鐵和磷為食的單細胞生物數量立即激增。最終,雨水將之前蒸發的海洋表層返回地球表面,塵埃落定,地球上的生命迅速恢復并在新的營養環境下蓬勃發展。
S2隕石撞擊 和 Chicxulub 小行星撞擊產生完全不同的后果,這是因為地球被撞擊時所處的歷史階段不同,以及撞擊地點不同。因為Chicxulub 小行星隕石撞擊點是地區是碳酸鹽地帶,導致硫磺釋放到大氣中,并形成氣溶膠,全球表面溫度急劇、極端地下降,致使生物滅絕。雖然兩種撞擊都導致了大量死亡,但一旦海洋重新填滿并且塵埃落定,淺水區中耐寒、依賴陽光的微生物則迅速恢復。
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