天外來客撞擊地球,恐怖,也令人窒息

你知道嗎,地球的氧氣,曾經危在旦夕!

小行星和彗星撞擊地球推遲了氧氣的積累

我們可以呼吸,既是必然,也是幸運

我們可以呼吸,既是必然,也是幸運

(圖解:小行星撞擊早期地球的地面場景 圖源:space)

古代小行星的殘留物表明,由於地球受到頻繁的太空隕石的轟炸,早期的地球大氣中氧氣濃度上升的時間被推遲了。

在46億年前地球形成之時,地球幾乎沒有大氣。隨著地表岩石冷卻,地球的溫度降低,最初的大氣開始形成,大氣中最開始充斥著二氧化碳和氮氣,這兩種成分就我們所知都不是生物生存所需要的,但地球最終還是經歷了由氧氣濃度上升而引起的地表化學組成大轉變,這一過程也被稱為大氧化事件(GOE)。

根據最新研究表明,在距今25到40億年之間的太古宙時期,小行星和彗星撞擊地球的頻率很高。這些太空隕石(有些寬度甚至能達到10千米)極大地影響了早期地球大氣的化學成分,尤其影響了氧氣的積累。

研究發現,小行星和彗星墜落地球的頻率比早期的設想更高,但是在氧氣開始積累時,隕石撞擊的頻率降低了。因此,新的大氣模型可以幫助科學家更準確地指出什麼時候地球開始看起來像今天的樣子。

(圖:地球早期大氣(左)和如今的大氣(右) 圖源:space)

本研究的團隊成員哈佛大學地球和行星科學副教授娜嘉·德拉邦(Nadja Drabon)在一份聲明中說:「大氣中的遊離氧對依靠呼吸來產生能量的生物來說至關重要,沒有氧氣在地球大氣內的積累,我們大概率就不會存在」。

在小行星或彗星與地球相撞時,會產生巨大的蒸汽流。蒸汽流會汽化地表的岩石然後將它們拋向高空,氣化的岩石又會冷卻凝固落在地面,在地表上形成一層沙粒大小的顆粒薄層,這些物質也被稱為撞擊球。直到最近,科學家才發現了越來越多的這樣的細小、古老的顆粒,因為他們看起來就是普通的岩石碎片,以致長久以來都沒有被注意到。

研究者們分析了岩石的顆粒以便更好地了解古時候的地球究竟發生過多少次撞擊事件。一份研究指出,地球大概每1500萬年就會受到一次撞擊,這一撞擊頻率是先前模型估計值的10倍。

(圖解:小行星衝向地球的場面 圖源:space)

接下來,調查者們對這些隕石撞擊怎樣影響地球大氣進行了建模,結果表明,不斷髮生的寬度大於6英里的隕石撞擊會使大氣層中出現空洞,如此一來,氧氣就會被宇宙的真空環境吸出大氣層,造成大氣層中氧氣含量降低。

(圖解:大型小行星撞擊地球會導致大氣層產生空洞,如此氧氣就會被吸出大氣層 圖源:space)

他們的發現與現在的地質記錄的結果一致,說明早期太古宙時期的地球大氣特徵就是含氧量相對較低。直到大約24億年前,當隕石撞擊的頻率開始降低後,地球的氧氣含量開始上升,這就為生命的發展奠定了道路。

本研究的一位主要成員科羅拉多博爾德西南研究所的一名科學家西蒙尼·馬奇(Simone Marchi)在聲明中指出:「隨著時間的推移,撞擊逐漸變得頻率更低,並且規模也小到無法顯著改變大氧化事件後的氧氣含量」,這樣,大氣層內的氧氣才得以緩慢積累到達了現在的濃度,大氣也逐漸變成了我們現在所生存的大氣。

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小行星為微型行星的一種。以太陽系而言,小行星屬於太陽系小天體,和行星一樣環繞太陽運動,但體積和質量比行星小得多。廣義的小行星大小介於流星體和矮行星之間,直徑可從數米至1,000千米不等,包括在這個尺寸下太陽系裡非彗星的所有小天體。

天文學上的撞擊事件(英語:Impact event)是指地球或其他行星和小行星、彗星等其他天體互相碰撞的事件。根據歷史記載,有數百個在特定地區造成死傷以及財物損失的小型撞擊事件(包含火流星爆炸)被記錄下來【1】。在海洋發生的撞擊事件可能造成海嘯對海洋和海岸造成損害。

BY:Samantha Mathewson

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參考資料

維基百科全書

天文學名詞

Poulton, S. W. et al. A 200-million-year delay in permanent atmospheric oxygenation. Nature 592, 232–236 (2021).

Kellogg, L. H., Lokavarapu, H. & Turcotte, D. L. Carbonation and the Urey reaction. American Mineralogist 104, 1365–1368 (2019).

原文來自:https://www.space.com/asteroid-comet-strikes-early-earth-oxygen

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