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研究:2000万年前的陨石雨使地球变得温暖和潮湿

了解晚期重轰炸事件如何塑造了地球的大气层,并如何通过二氧化碳和水为生命的起源做出了贡献。

作者:Allison Bond
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研究人员表示,大约在40亿年前,数百万颗来自太空的岩石撞击了火星、地球和月球,这场流星雨可能使我们的星球变得温暖湿润。科学家们在加热古代岩石(类似于数十亿年前撞击地球的岩石)并测量释放出的二氧化碳和水时发现了这一点,相关研究发表在《地球化学与宇宙化学学报》(Geochimica et Cosmochimica Acta)杂志上。科学家们长期以来一直怀疑生命必需的物质可能来自外太空,这项研究表明了地球可能是在何时何地获得了这些赋予生命的成分。在被称为晚期重轰炸的、持续2000万年的流星雨期间,飞向地球的岩石在进入大气层时会被加热到极高的温度。

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根据科学家的理论,当时地球周围稀薄大气层的摩擦热足以在陨石坠落地球时剥离其富含氧气和水的外部层。这个过程会缓慢导致大气层中氧气和水的积累[洛杉矶时报]。

研究人员以每秒20,000摄氏度的速率,在没有氧气的情况下加热了轰炸事件遗留的古代岩石样本,以防止燃烧。然后,他们测量了岩石加热时释放出的气体。科学家们发现,

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平均而言,每颗陨石能够释放其质量的12%的水蒸气和6%的二氧化碳[科学美国人]。虽然单个陨石或两颗陨石的这种量对地球的构成影响微乎其微,但记录显示,晚期重轰炸事件向地球和火星倾泻了数百万颗岩石。研究人员计算出,这相当于每年向每个行星的大气层倾倒100亿吨二氧化碳和100亿吨水蒸气[科学美国人]。

研究人员推测,如此大量的二氧化碳可能引发了温室效应,使行星变暖。根据主要作者理查德·考特的说法,科学家的这些数据

“揭示了陨石直接注入大气层的水和二氧化碳的量。这些气体可能立即开始发挥作用,促进水循环并使地球变暖”[天体生物学杂志]。但是,如果火星和地球都遭受了陨石轰炸,为什么火星的大气层不像地球那样有利于生命呢?与地球不同,火星没有磁场来阻挡太阳风。因此,火星的大部分大气层都被剥离了。火山活动的减少也使火星降温。这导致其液态海洋退缩到两极,变成了冰[天体生物学杂志]。

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图片:flickr/ johnlemon

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