数百万年前,一颗邻近恒星的一次猛烈爆炸,可能帮助改变了地球生命的进程。
这颗超新星在死亡时,向宇宙中发射了高能带电粒子,即宇宙射线。现在,一项新的研究表明,这些宇宙射线可能通过引发闪电,导致全球范围内的森林大火增多。这些森林大火反过来可能在人类进化史上的一个关键时刻,改变了我们星球的生态。
来自天空的火焰
这项新研究于五月发表在《地质学杂志》上,试图将宇宙和地球上的大火联系起来,以解释地球上700万到800万年前森林大火异常增多的现象。通过研究200万到300万年前的另一次超新星爆炸,研究人员表示他们已经找到了一种机制,超新星可以通过这种机制引发地球上的大火。
有证据表明在600万到1000万年前发生了一次超新星爆炸,这有助于解释当时森林大火的激增。这些大火将广阔的森林变成了我们今天在非洲看到的大草原,这曾被认为有助于促使人类直立行走。
根据从海底采集的铁-60(一种超新星中产生的放射性铁)样本,科学家们认为在约200万到300万年前发生了一次超新星爆炸。这项研究调查了这次事件后可能发生的情况,并利用这些数据表明,这次或类似的超新星爆炸可能导致了人类祖先直立行走。
“目前我们有非常确凿的证据表明在200万到300万年前发生了一次超新星爆炸,”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的天文学家布莱恩·菲尔兹说,他没有参与这项新研究。“一旦你看到这些数据,你就不得不问,这样一次超新星爆炸可能会产生哪些影响?”
一次邻近的超新星爆炸无疑会对我们的星球产生影响。除了在我们的天空中短暂地闪耀,一颗邻近的爆炸恒星还会用铁、硅和氧等元素以及紫外线、X射线和伽马射线形式的高能辐射轰击地球。宇宙射线,实际上由原子核和质子组成,也会轰击地球。
当宇宙射线到达地球时,它们会电离并分解大气中的粒子。这个过程先前已被发现会增加μ子的数量,μ子是一种破坏性的基本粒子,可以导致DNA突变。但研究人员关注了这些宇宙射线暴的另一个后果。
除了更多的μ子,宇宙射线还会产生一连串的自由电子,他们说,这些自由电子以前已被证明可以引发闪电。
“地球附近底层一英里的大气层会受到[宇宙射线]的影响,”堪萨斯大学名誉教授、这篇新论文的主要作者阿德里安·梅洛特说。“这使得它导电性更强,所以闪电更容易形成。”
人类联系
尽管如今大多数野火是由人类引起的,但自然野火几乎完全是由闪电造成的。闪电的增加很可能会导致全球范围内更多的野火。
200万至300万年前(科学家确信发生过超新星爆炸的时期)野火增加的证据仍然很少。但可能存在更早的超新星爆炸,发生在一次原因不明的全球野火激增时期。
地质记录中的碳和其他化学物质样本显示,野火从600万到1000万年前开始增加,这可能导致了全球范围内从易燃森林到耐火稀树草原的生态转变。
在新的环境中,一些科学家认为,两足站立能够更好地在高草丛中观察捕食者和猎物。人类两足行走的确切原因和时间仍在争论中,尽管有一些证据表明它可能始于大约700万年前。
新作者提出,这种以前无法解释的野火增加,可能是由于700万到800万年前附近的一次超新星爆炸。然而,当时发生超新星爆炸的证据仍是初步的,尽管菲尔兹表示未来可能会出现。
“对于铁-60,你无法追溯到比[700万或800万年]更久远的时间,因为它都会衰变掉,”菲尔兹说。“但是寻找更奇特的物质,比如钚,有一些迹象表明,如果[它们]能够得到证实,可以追溯到更久远的过去。”














