在尋找希克蘇魯伯撞擊器的起源故事的過程中,科學家們希望也能解開生命起源的秘密。
最具戲劇性的起源故事始於 6600 萬年前。當一塊來自外太空的岩石撞擊地球,終結了恐龍時代並最終為我們的哺乳動物祖先提供了一個豐富的新世界時,這是世界末日的時刻。
對於40年,科學家們研究了這種災難性的物件,現在被稱為希克蘇魯伯撞擊的故事。今天,撞擊者代表的不僅僅是地球上糟糕的一天;相反,它已成為一種羅塞塔石碑,可以破解關於我們星球和銀河系其他世界的生命起源和人類文明未來的更深層次的謎團。
“希克蘇魯伯撞擊事件徹底改變了地球的地質和生物演化,”行星地質學家大衛·克林說,他是休斯頓月球科學與探索中心的負責人,也是宣佈發現希克蘇魯伯撞擊的團隊的一員。 1991 年墨西哥尤卡坦半島下方的隕石坑。在未來幾年內公開。”
幾十年來,科學家們一直在爭論恐龍死亡的原因。火山爆發和其他奇異的假設被提出,但科學共識最終確定了來自太空的岩石是殺手。希克蘇魯伯理論現在佔據著至高無上的地位,以至於科學家們已經拼湊出那一天發生的事情的詳細時間表,其他研究人員正在撰寫可以稱為前傳的內容,以尋找我們部分歸功於我們存在的事件的外星起源。
隨著更先進的工具和技術的出現,科學家們已經能夠對我們星球上這場史詩般的毀滅以及它對生命起源本身的意義得出新的精確見解。
最新發現來自7 月發表在《伊卡洛斯》雜誌上的一項研究,該研究尋找希克蘇魯伯撞擊器的原居地。它透過利用 NASA 超級計算機的巨大處理能力來模擬火星和木星軌道之間主帶中大約 130,000 顆小行星的運動。
“最終,我們想要解決大問題,而這種工作使我們能夠解決其中的一些問題,”該研究的合著者兼博爾德西南研究所空間研究部主任比爾博特克說,科羅拉多。
伊卡洛斯的研究是關於他們的創造力可能會令人眼花繚亂的影響的持續想法的一部分,通常會引起爭議。例如,今年早些時候,哈佛大學的一個團隊重新提出了撞擊者是一顆彗星的可能性,這引發了該領域許多科學家的反對。
另一位科學家,哈佛大學的 Lisa Randall,甚至將影象縮小以呈現希克蘇魯伯事件的銀河檢視。在她 2015 年出版的《暗物質與恐龍》一書中,蘭德爾博士提出銀河系包含一層暗物質,這是一種神秘的假設物質,可以幫助將外太陽系彗星推向地球。
雖然這種解釋沒有獲得大量關注,但它證明了希克蘇魯布如何吸引宇宙學、計算科學、天體生物學和其他領域的稜鏡視角。
對此,Bottke 博士表示,訪問 NASA 的昴宿星超級計算機對他的團隊來說是“遊戲規則改變者”,使研究人員能夠在數億年的過程中對巨大的小行星群體進行模擬。
這種大資料技術有助於匹配強有力的地質證據,即撞擊物是一顆碳質小行星——而不是彗星——可能起源於外小行星帶。火星和木星之間的這個遙遠區域包含許多類似於希克蘇魯伯撞擊器的數英里寬的碳質小行星。但是這些岩石在重力作用下不會像帶內部區域的小行星那樣頻繁地與行星發生碰撞,那裡與希克蘇魯伯的成分相匹配的物體較少。
“我們沒有找到一個明顯的解決方案來解決最近撞擊地球的最大撞擊物之一的來源,”博特克博士說。“從本質上講,我們嘗試過的很多可能性都沒有實現。這真的很令人沮喪,似乎我們錯過了一些東西。”
該團隊的超級計算機方法表明,類似希克蘇魯伯的小行星從外帶逃逸的頻率是以前模型所暗示的大約 10 倍。這增加了殺死恐龍的岩石可能起源於那裡的可能性。
“這證實了一個非常酷的想法,我認為它有助於我更多地瞭解小行星帶可能如何影響地球數十億年,”博特克博士說。
德克薩斯大學奧斯汀分校的行星地球物理學家肖恩·古利克 (Sean Gulick) 是 2016 年科學鑽探探險隊的領導者之一,該探險隊從希克蘇魯伯隕石坑中獲得了珍貴的巖芯,他說這篇論文是一種有趣的方法來進行“取證,如果你將,關於撞擊器來自哪裡。這很有趣,因為它對我們的星球和我們自己的進化來說都是如此重要的事件。”
Gulick 博士還指出,該研究強調了小行星隨時間推移帶來的危害,包括我們與地球相連的文明所面臨的風險。希克蘇魯伯撞擊事件和恐龍的命運經常被用作投資行星防禦研究和將我們的物種擴充套件到地球以外的最終論據。(儘管值得注意的是,包括火星在內的其他世界也不能免於大規模小行星撞擊。)
但希克蘇魯伯也闡明瞭一些關於生命出現的最令人回味的問題。克林博士長期以來一直對這個主題著迷,並幫助進行了大量關於在世界末日事件後果中出現的微生物生態系統的研究。
“有一種觀點認為,這種型別的轟擊不僅涉及生命進化的擾動,而且實際上涉及我們星球上生命的起源,”他說。“瞭解這些過程很重要,我們對地球上一些後果的最佳衡量標準將來自這些撞擊物中最年輕的,比如希克蘇魯布,因為證據更可靠。”
古利克博士幫助領導的任務繼續闡明撞擊既是毀滅者又是生命熔爐的角色。當研究人員探測被埋葬的世界末日事件的深處時,他們發現了撞擊物的塵土痕跡、它所產生的海嘯產生的沙質反衝以及在其後果中繁衍生息的生物化石殘骸。
也許最令人驚訝的是,今年夏天發表的一項研究描述了那些早期隕石坑採用者的現代微生物後代,他們仍然生活在被祖先殖民的災難的陰影中。
“我很驚訝,你可以產生影響,你可以產生一個生態系統,然後在 6600 萬年後,由於以前的條件,你仍然在那個地方存在生命,”古利克博士說。“在更大的範圍內,也許你可以在地球歷史的早期產生具有影響的棲息地,然後讓生態系統繼續存在。這反映了你可以讓生活繼續下去的方式之一。”
從這個意義上說,希克蘇魯伯撞擊器作為生物災難和新生命誕生的時間膠囊確實具有銀河意義。銀河系中其他孕育生命的世界可能也受到小行星撞擊的類似影響,它們都有自己的毀滅和恢復故事。
“這是一個可能遠遠超出恐龍滅絕的問題,”克林博士說。