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撞击地球的远古小行星

2015年07月08日 网络看天下 阅读 882 views 次

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地球已被100个之多的撞击物撞击过,这些撞击物都和撞击月球产生了巨大撞击坑的撞击物一样大。

在月球上留下的一个个撞击坑就像月球深陷的眼睛,这些撞击坑表明:在远古时代曾经有一波行星雨撞击过地球和月球。这些撞击在月球表面形成了巨大的环形撞击坑。月球为这些小行星提供了一个比较大的目标,而这些撞击曾经给月球带来了巨大的破坏。一份发表在自然上的研究表明:这些破坏所持续的时间比我们想象中的要长的多,它几乎跨越了地球的前半个历史。这份研究结果还表明这些冲击中的一些足以使海洋发生汽化,可能正是这些长期的持续不断的撞击塑造出了地球最初的生命环境。

由计算机对最初的太阳系的模拟显示,最近的一次对地球的小行星撞击来自于最初的小行星增长之后,从41亿年前持续到38亿年前。也是在这个时期在月岩的表面形成了月岩撞击坑。2005年构造的一个“完美模型”显示了这次撞击是如何形成的:在天王星和海王星形成之后,带外行星有一次轨道变化,使这个轨道中的小行星失去了平衡,从而使它们撞向了地月系。这个模型也显示出这些不稳定的小行星迅速的就被消耗掉了,以至于使对地球的最后撞击期赶在了巨大月岩坑的形成时期。

然而在38亿年前这个时间段之后,仍然不断有月岩坑被撞击出的记录,这些记录暗示了地球在这些时期也可能受到过撞击。这些表明这个模型是不完整的。Boulder Colorado的北方研究所的小行星专家William Bottke说:“这其中肯定有一些东西被遗漏了。”

Bottke和他的同事猜测这些被遗漏的东西就是小行星带周边的行星。现在位于火星和木星之间的主小行星带,开始于距离太阳2.1AU的位置处。(1AU等于太阳距离地球的距离)Bottke和他的同事表示,在地球最后一次遭到撞击时,小行星带的内部边缘距离太阳仅仅1.7AU。研究者在计算机仿真中发现,从小行星带的周边被赶出的小行星,撞到地球轨道上的几率比撞到主小行星带上的几率要大10倍。这将使地球最后被撞击的时间延长到20亿年前。

在地球上由于气候和地质的活动已经消除了所有关于最近小行星撞击的痕迹。但是这周发表的一项研究在岩石中检测出了小行星撞击的痕迹。当小行星撞击地球时,一些熔融的岩浆飞溅到空气中,一些细小的飞溅凝固形成了特殊的“冲击球体”。像那种可以使六千五百万年前的恐龙灭绝的大型撞击,会在整个地球上散布下小球体。Brandon Johnson 和 Jay Melosh是Purdue大学West Lafayette学院的地球物理学家,他们通过在岩层中寻找形成于20亿至35亿年前的相似小球体,发现了可以证明最后小行星撞击的证据。他们也可以通过岩层的厚度和小球体的直径大小来推算当时的冲击速度。

Johnson说:“我们所进行的工作表明一些更大的小行星——和灭绝恐龙的小行星相当,甚至更大——撞击过地球,这个撞击时间比现在的观点所表明的地球的最后被撞击时期还要晚。”

这个时间范围和Bottke的模型相吻合,相当于太古时期。这是早期进化的关键时期,在这个时期可以发现由细菌裂变出了单细胞生物体古生菌,并且出现了可以进行光合作用的蓝藻细菌。生命体对这个时期外界的持续攻击有何反应还不太清楚。巨大的冲撞对早期的生命体产生了严峻的打击。当据Colorado Boulder大学的地质学家Steve Mojzsis说,这并不完全是一件坏事。因为持续的冲击所存储的能量能够创造出像今天我们所发现的热水地带一样的热区,这些热区是微生物生长的好地方。他同时还指出,一些动植物的种类变更史的证据表明,所有现存生命最初的共同祖先都是喜热的生物体。

这两项研究并不完全吻合。Johnson 和 Melosh的研究表明,来自近地轨道的冲击速度大约在20千米每秒。然而Bottke的模型让这些冲击在一个很宽的速度范围内直接来自小行星带。在阿拉巴马州亨茨维尔市的美国国家航空和宇宙航行局的马歇尔航天飞行中心工作的行星科学家Barbara Cohen说,为了解决这两者之间的差异,还有很多工作需要做。

Cohen说:“这两个模型在我们所拥有证据的基础上都能够很好的解决问题,但是特别是在地球上这些证据是稀少的。我们发现的证据越多,我们就能够为这两个模型提供更好的约束。”

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