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寒武纪生命大爆发:可能并非由陨石撞击引发

2018/9/24 8:27:32来源:新浪科技作者:任天责编:孤城评论:

北京时间9月24日消息,据国外媒体报道,一位知名科学家提出,地球早期生命在寒武纪的大爆发可能并不是由5亿年前的一场小行星撞击引起的。寒武纪大爆发(Cambrian explosion)是生命演化史上的一场伟大事件,极其多样的动物在这一时期出现在演化舞台上,包括了今天我们见到的绝大多数动物门类。

一些研究者认为,陨石撞击事件的增加可能是导致寒武纪大爆发的原因。然而,新研究显示,月球在这一时期遭遇的陨石撞击事件似乎并没有增多。有科学家指出,在20世纪60年代的阿波罗任务中采集的月球样品倾向于记录更近期的撞击活动,因为陨石只是刮擦表面,而不是向下钻取。

由于地球早期历史的大部分证据早已被板块构造运动和风化侵蚀破坏,因此天文学家常常试图在月球和火星表面寻找关于生命起源的线索。当陨星撞击月球时,撞击产生的热量甚至可以熔化月球表面。有些熔化产物冷却之后,最终会变成有光泽的小球体,称为“月球玻璃球粒”。

研究人员发现,可以追溯到5亿年前的月球玻璃球粒数量与之前的400万年几乎是一样的。

美国普渡大学地球、大气和行星科学专业的研究生黄亚辉(Ya-Huei Huang,音译)等人对阿波罗任务宇航员采集于上个世纪60年代的月球玻璃球粒样品进行了分析,希望能找到有关陨石撞击月球表面频率的线索。他们发现,可以追溯到5亿年前的月球玻璃球粒数量与之前的400万年几乎是一样的。

这一结果与奥陶纪大辐射事件相吻合。该事件开始于寒武纪生命大爆发(5.4亿年前)之后约7000万年时,是一次发生在海洋生态系统的后生动物大型辐射事件,大大扩展了海洋生物的多样性。

一些科学家认为,奥陶纪大辐射事件是由火星和木星之间的小行星带物体碰撞触发的,这些碰撞产生的碎片之后洒落在地球上,带来了能刺激生命演化的有机分子。

美国加州伯克利地质年代学中心的保罗·雷内(Paul Renne)是地球和行星科学的权威专家,并未参与此项研究,他说:“如果在同一时间出现了陨石撞击事件的增加,那就能支持生命由太阳系其他地方的有机分子激发或播种的观点。”这种观点认为,陨石碎片的“轰击”可能改变了地球环境,足以刺激地球生命的多样性演化。然而,如果当时陨石撞击事件没有增加的话,科学家就必须寻找其他的解释。

研究中分析的大部分月球玻璃球粒都相对年轻,这可能意味着月球在更近时期遭受了更多的撞击事件。不过,黄亚辉和他的团队对此表示怀疑。他们在发表于《地球物理学研究快报》(Geophysical Research Letters)的论文中写道:“这仍然是一个谜,究竟这是因为近期的撞击频率更高,还是有什么过程使年轻的样品偏多。”

论文合著者、美国阿尔比恩学院的妮可·泽尔纳(Nicolle Zellner)为月球玻璃球粒的组成和分布开发了一个模型。她发现,月球受到陨石撞击的频率很可能是恒定的,但阿波罗任务中采集的小型玻璃球粒样品偏向于近期的撞击。研究人员写道:“我们发现,这种年龄较近的偏向可能只是因为阿波罗样品是在月表几厘米处采集的。”

“宇航员用一个耙子在月球表面采集样品,但如果他们能够在几米深的地方采集样品,我们可能就会得到更准确的年龄分布,”普渡大学地球、大气和行星科学教授大卫·明顿(David Minton)说,“如果我们能重返月球,我们就能用不同的方式取样,观察实际的撞击频率是否改变。”

了解陨石撞击的频率将是理解地球生命演化史的重要部分。小行星的撞击有时会导致大规模的生物灭绝。由于地球早期的撞击痕迹早已被破坏殆尽,因此月球成为了破解这一谜题的重要途径。

寒武纪大爆发

长期以来,科学家一直推测“寒武纪大爆发”期间大幅度上升的氧气水平是许多动物物种发展出来的关键。

寒武纪大爆发发生在大约5.41亿年前,极其多样的动物物种于此时登上了演化舞台。在大约5.8亿年前,地球上的大部分生物体还非常简单,主要由单细胞组成,少数组成了细胞群。接下来的7000万到8000万年里,地球生命演化的速率明显加快,生物多样性也开始与我们今天看到的景象相似。

化石记录显示,绝大多数的动物“门”都在这一时期出现。这场生命大爆发结束于大约4.88亿年前的寒武纪-奥陶纪灭绝事件。

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