一次巨大的小行星坠毁引起的尘埃导致了一个古老的冰河时代

资讯2020-02-25 10:58:36
导读 大约4 66亿年前,在恐龙时代很久以前,地球就冻结了。海洋开始在地球两极结冰,地球周围新的温度范围为新物种的繁衍创造了条件。直到现在,

大约4.66亿年前,在恐龙时代很久以前,地球就冻结了。海洋开始在地球两极结冰,地球周围新的温度范围为新物种的繁衍创造了条件。直到现在,这个冰河时代的原因还是一个谜:《科学进展》上的一项新研究认为,冰河时代是由全球降温引起的,这是由于外层空间发生巨大的小行星碰撞而使大气中的额外尘埃引起的。

外太空总是有很多灰尘漂浮在地球上的是一些小行星和彗星,但这些尘埃通常仅占我们大气中其他尘埃的一小部分,例如火山灰,沙漠尘埃和海盐。但是,当火星和木星之间的一颗93英里宽的小行星在4.66亿年前破裂时,产生了比平常更多的尘埃。菲尔德大学博物馆策展人,芝加哥大学副教授,论文的作者之一菲利普·赫克(Philipp Heck)说:“通常,地球每年会吸收约40,000吨外星物质。”“想象一下将其乘以一千或一万。”为了说明这一点,在典型的一年中,价值一千辆半卡车的行星际尘埃落到了地球上。碰撞发生后的两百万年中,更像是一千万次半决赛。

赫克说:“我们的假设是,在至少两百万年的时间范围内,大量的外星尘埃在改变地球上的气候,促进冷却方面起着重要作用。”

瑞典隆德大学的比尔格·施密茨说:“我们的研究结果首次显示出这种尘埃有时会极大地冷却地球。”该研究的主要作者,菲尔德博物馆的研究人员说。“我们的研究可以对它的工作原理进行更详细的,基于经验的理解,而这又可以用于评估模型仿真是否现实。”

为了弄清楚这一点,研究人员在4.66亿年前的岩石中寻找了空间尘埃的痕迹,并将其与南极洲的微小陨石作了比较。赫克说:“我们在地球的沉积记录中研究了地外物质,陨石和微陨石,这意味着曾经是海床的岩石。”“然后我们提取了外星物质,以发现它是什么以及它来自何处。”

从外层空间中提取外星物质(微小的陨石和尘土)涉及到将古老的岩石并用酸处理,从而吞噬掉石头并留下太空物质。然后,研究小组分析了剩余粉尘的化学成分。该小组还分析了古代海底的岩石,寻找了在地球岩石中很少出现的元素,以及寻找同位素(不同形式的原子)的同位素,这些同位素显示出来自外太空的特征。例如,氦原子通常具有两个质子,两个中子和两个电子,但是从太阳射出并进入太空的一些原子会丢失一个中子。这些特殊的氦同位素以及经常在小行星中发现的稀有金属的存在证明了尘埃起源于太空。

其他科学家已经确定,我们的星球正处于这个时期的冰河时代。地球海洋中的水量会影响海底岩石形成的方式,这段时间的岩石显示出海洋变浅的迹象,这暗示着地球的某些水被困在冰川和海冰中。Schmitz和他的同事们是第一个表明这个冰河时期与大气中多余灰尘同步的人。他说:“时机似乎是完美的。”大气中多余的尘埃有助于解释冰河时期-通过滤除阳光,尘埃会导致整体冷却。

由于灰尘至少在两百万年间飘落到地球上,因此降温过程是渐进的,足以使生命适应甚至受益于变化。作为适应在不同温度区域生存的生物,新物种的爆炸性发展。

赫克指出,尽管这段时期的全球降温已证明对地球生命有利,但快节奏的气候变化可能会带来灾难性的后果。“在我们研究的全球冷却中,我们谈论的是数百万年的时间尺度。这与6500万年前杀死恐龙的陨石引起的气候变化非常不同,而且与当今的全球变暖不同。冷却是轻微的推动。压力减小了。”

人们很容易想到,可以通过复制在4.66亿年前引发全球降温的尘埃暴雨来解决当今的全球变暖问题。但是赫克说,他会保持谨慎:“对地球工程提案应该进行非常严格和仔细的评估,因为如果出现问题,事情可能会变得比以前更糟。”

虽然赫克不相信我们找到了解决气候变化的方法,但他说,按照这些思路思考对我们来说是一个好主意。

赫克说:“我们正在经历全球变暖,这是不可否认的。”“而且我们需要考虑如何预防灾难性后果或将其最小化。任何合理的想法都应加以探讨。”

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