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超新星与地球大灭绝
一项最新研究提出,猛烈的超新星爆发可能是导致地球上两次至今未能完全解释的大规模物种灭绝事件的罪魁祸首。
当一颗巨大的恒星走到生命尽头时,它会经历剧烈的热核爆炸——也就是超新星爆发,这种爆发通常会摧毁恒星本身,并释放出大量的物质和辐射。
一个研究团队通过计算过去10亿年里,距离太阳最近的恒星(65光年内)的超新星爆发率,将邻近恒星的爆炸与至少一次,甚至可能是两次物种大灭绝联系起来。
这项研究是银河系内罕见的大质量O型和B型恒星的更广泛调查的一部分,使用了欧洲航天局盖亚空间望远镜的数据。这些恒星寿命相对较短。
计算结果表明,每10亿年可能发生2.5次超新星爆发,会对地球产生某种影响,这意味着在地球生命演化的过去5亿年中,可能发生过一到两次。
这项发表在《英国皇家天文学会月刊》上的研究的合作者尼克·赖特表示,这个比率低于之前的预期。这一发现促使赖特和他的合作者将这种宇宙现象与地球上的大规模物种灭绝联系起来。在过去5亿年中,曾发生过五次灾难性事件,在相对较短的地质时期内,导致水生和陆地上的大部分物种灭绝。
“认为这是一种可能影响灭绝事件的效应,这要可行得多,”英国基尔大学物理学和天体物理学讲师兼欧内斯特·卢瑟福研究员赖特说道。
研究的主要作者亚历克西斯·金塔纳表示,研究结果突出了巨大的恒星如何既能创造生命,也能摧毁生命。
“超新星爆发将重化学元素带入星际介质中,然后这些元素被用来形成新的恒星和行星,”金塔纳在一份声明中说。她之前是基尔大学的博士后研究员,目前在西班牙的阿利坎特大学工作。“但是,如果一颗行星——包括地球——离这种事件太近,就会产生毁灭性的影响。”
地球上无法解释的大灭绝
在这项研究中,研究人员没有提供超新星导致大规模灭绝的证据。相反,该团队假设恒星爆炸可能是3.72亿年前泥盆纪晚期灭绝事件和4.45亿年前奥陶纪晚期末期灭绝事件的潜在因素。该团队认为,超新星可能剥夺了保护地球免受有害辐射的臭氧层,从而导致一系列可能导致大规模灭绝的事件。
在泥盆纪地质时代,生命首次在陆地上蓬勃发展,但早期的陆地植物和动物从水生到陆地的过渡被消灭,还有带甲鱼类和其他海洋物种。奥陶纪末期的一场灾难性转变导致大约85%的物种消失,而当时生命主要局限于海洋。
“他们与这些大规模灭绝,特别是奥陶纪晚期灭绝的联系是,因为这种靠近地球的爆炸的一个可能后果是冰川作用,我们知道当时确实发生了。因此,这是一个开放的假设,但缺乏证据,”英国布里斯托尔大学的脊椎动物古生物学教授迈克·本顿说,他没有参与这项研究。
本顿通过电子邮件说:“我希望看到对这些历史事件的校准,以表明其中一个事件实际上与所讨论的大规模灭绝同时发生——我们对这些地质事件的年代测定相当准确,但我们需要一些方法来确定遥远过去的超新星爆炸的年代。”他是《灭绝:生命如何生存、适应和进化》一书的作者。
英国利兹大学古环境学教授保罗·维格纳尔称这项研究很有趣,并表示这并不是超新星驱动灭绝的概念第一次出现。他说,需要的是切实证据证明灭绝与超新星爆发同时发生。
“这可能来自爆炸产生的异域元素,这些元素以微量存在于沉积记录中。”
恐龙终结者:小行星撞击
根据科学证据,天体事件至少引发了一次大规模灭绝。6600万年前,一颗城市大小的小行星撞击了地球,地点位于现在的墨西哥海岸附近,注定了恐龙和许多其他物种的灭绝。
研究人员首先通过发现“铱异常”确定了白垩纪末期灭绝的原因。“铱异常”是指一层1厘米厚的沉积岩,富含铱元素,铱元素在地球表面很稀有,但在陨石中很常见。描述这一发现的一项研究发表于1980年6月。
最初受到怀疑的铱异常最终在世界各地被发现。十年后,研究人员在墨西哥尤卡坦半岛海岸附近发现了一个200公里宽的陨石坑。
“当1980年首次发表恐龙灭绝的想法时,白垩纪/古近纪边界沉积物中铱的富集是令人信服的‘确凿证据’。超新星的想法需要其铱当量,也许是铁-60或钚?”维格纳尔通过电子邮件说,他指的是可能成为超新星标志的元素。
铁-60是铁的一种放射性变体,在地球上并不丰富,但在超新星爆炸中大量产生。赖特还说,或许可以测量岩石和沉积物中的臭氧消耗量。