超新星爆发,或导致3.6亿年前地球生命大洗牌?还会来一次吗?
一切都会被尘土覆盖,一切又都会在废土之上新建。对地球生命的进化来说,大灭绝事件具有非常重要的意义。
6600万年前,一颗小行星在撞击地球,横行于世的恐龙灭绝,哺乳动物才有机会登上地球生命史的舞台。但是,这只是众多灭绝事件中其中的一次。
从化石记录来看,地球生命史上一共发生过五次主要的物种大灭绝事件,它们分别是4.39亿年前的 奥陶纪物种灭绝 ,3.59亿年前至3.7亿年前的 泥盆纪大灭绝 ,2.51亿年前的 二叠纪-三叠纪灭绝 ,2.01亿年前的 三叠纪-侏罗纪大灭绝 ,以及最著名的6600万年前的 白垩纪-古近纪灭绝 。
在这些灭绝事件中,发生在约3.59亿年前的泥盆纪末期大灭绝对脊椎动物的发展意义非凡,关于这次灭绝,主流的观点认为是臭氧消耗。
泥盆纪-石炭纪边界的岩石中包含成千上万代植物孢子,这些孢子似乎被紫外线所晒伤,这是一个长期的臭氧消耗事件的证据。
伊利诺伊大学厄本那-香槟分校天文学和物理学教授布莱恩·菲尔兹领导的一项新研究 探索 了天文学事件导致泥盆纪末期灭绝事件发生的可能性。该研究发表于《美国科学院院刊》。
大规模的火山活动和全球变暖等地球的灾难也可以破坏臭氧层,但对于所讨论的时间间隔,这些证据还没有定论。相反,距离地球约65光年的一次或多次超新星爆炸可能是造成臭氧长期损失的原因。
研究人员也评估了其他导致臭氧层消耗的天体物理原因,例如陨石撞击,太阳喷发和伽马射线暴。但是这些事件很快结束,不太可能导致泥盆纪末期的臭氧长期消耗。
然而,化石证据表明,泥盆纪-石炭纪生物大灭绝导致生物多样性下降了30万年,这表明可能发生多次灾难,甚至可能发生多次超新星爆炸,这完全有可能。大质量恒星通常与其他大质量恒星一起出现在星团中,并且其他超新星很可能在第一次爆炸后不久出现。
左:具有正常形态的刺的孢子;右:由于DNA受到紫外线辐射破坏,刺的形态畸变的孢子。
研究人员说,超新星爆炸会立即喷射有害的紫外线,X射线和伽马射线,使地球沐浴在这些强烈的宇宙射线里。但是,超新星产生的宇宙射线并不会一次炸毁地球的所有物体。星系间介质充当一种筛子,在数十万年的时间里减慢了宇宙射线和“放射性铁雨”(60Fe)的到达速度。
高能粒子将首先到达地球,然后与大气相互作用,而低能粒子则随后到达。使行星经受由超新星加速产生的宇宙射线的长期辐射,对地球及其臭氧层的破坏可以持续长达100,000年,这是一个漫长而又痛苦的过程,想象一下,在你余生的每一天都得忍受紫外线的灼烧,这是一种怎么的感觉。
能在地球上找到发生超新星的关键证据是,在灭绝时期沉积的岩石和化石中找到放射性同位素 Pu-244或Sm-146。当今地球上自己无法产生这些同位素,它们到达地球的唯一途径是通过宇宙爆炸。遗憾的是,研究人员尚未在泥盆纪-石炭纪界线的岩石中寻找Pu-244或Sm-146。
无论如何,地球上的生命并不是孤立存在的。宇宙孕育了我们,也干预我们的生活,这种干预通常是潜移默化的,但有时是残酷的。
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