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。
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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。
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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。
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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。
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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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