許久以來,恐龍突然在地球上消失一直是個謎,對此,科學界有各種各樣的推測,主要有氣候變化說和小行星撞擊說。一直到1980年,諾貝爾物理獎得主路易斯·阿爾瓦雷茨與兒子沃爾特、以及弗蘭克·阿薩羅、海倫·米歇爾等科學家團隊研究發現,全球白堊紀與古近紀交接的地層中銥含量超標,給撞擊說提供了確切的證據,小行星撞擊導致白堊紀恐龍滅絕才逐漸成為科學界主流共識。
那么這顆導致恐龍和地球大部分生物滅絕,讓生物組成重新洗牌,改寫了地球生物進化史的小行星到底來自哪里呢?這又是一個謎。早先,科學界更多地認為,這顆小行星是來自小行星主帶,就是在火星與木星軌道之間的小行星帶。2007年9月,美國西南研究院威廉·波特克為首的一個科學團隊,利用電腦建模計算出撞擊事件的主要“肇事者”,是一顆名為巴普提斯蒂娜的小行星(編號為298)。
這顆小行星直徑有160公里,在1.6億年前與一顆約55公里直徑的小行星相撞后碎裂,其中一塊約10公里的碎片飛向了地球,在墨西哥尤卡坦半島希克蘇魯伯形成了一個直徑180公里的撞擊坑。這就是恐龍滅絕的原因,電腦分析的結果這種可能性大于90%。
但《科學》雜志8月15日發表的一項研究推翻了這個結論。研究團隊經過對撞擊地點獲得的巖石樣本分析,發現了“釕簽名”。所謂“釕簽名”,就是在樣本中發現釕的同位素特征,來自太陽系不同位置的天體,這些特征會不同。研究發現認為,這顆6600萬年前撞擊地球,導致白堊紀大滅絕的“罪魁禍首”并非來自小行星主帶,而是來自外太陽系。
所謂外太陽系,并非指太陽系之外,而是指木星軌道以外的太陽系區域??茖W界將木星軌道以外的區域稱為外太陽系,以內的區域稱為內太陽系?!搬懞灻?,是一種分析辨別太陽系天體重要的“純粹特征”。釕有七種穩定的同位素,在太陽系不同區域的天體中,釕的這些同位素在其中扮演者不同的角色。因此,科學家們可以從不同的樣本中,得到這些樣本來自太陽系什么地方。
在太陽系里,小行星分布在每個角落,有的近有的遠。目前人類發現的小行星,有98.5%在小行星主帶,就是位于火星和木星軌道之間的一個空間區域,距離太陽約2.17~3.64天文單位之間(1天文單位約為1.5億千米),這些小行星屬于內太陽系小行星。在這個區域,聚集了約50萬顆以上的小行星,已經被編號的有120437顆。
但太陽系的小行星遠遠不止這么多,可以說不計其數。目前,已經被人類確認的小行星就有一百多萬顆。因此,雖然目前發現的小行星都在主小行星帶,但更多的小行星則在更遙遠的地方,也就是在木星軌道以外。
距離太陽最遠的行星是海王星,在海王星軌道之外,有一個柯伊伯帶,那里也是一個小行星密集的地方,在那里更多的是極寒的冰天體,冥王星等一些矮行星軌道也跨越那個區域。在更遙遠的太陽系邊緣,有一個奧爾特星云帶,那里有數不勝數的彗星,估計大大小小有上萬億顆,它們包裹著整個太陽系。
為什么“釕簽名”能夠成為辨認小行星來自什么區域的證據呢?
這是因為任何恒星都是由分子云,或者說由星際塵埃收縮形成,太陽也不例外。在45億年前太陽系形成初期,內部區域溫度過高,導致揮發性物質無法凝結,被強烈的太陽風吹到更遠處。這樣,在內部區域形成的小行星揮發物含量就低,成為富含硅酸鹽礦物的小天體。而在更遠地方形成的小行星則含有大量碳和揮發性化學物質,形成“碳質巖”小行星。
而釕的同位素特征由于在分子云中的不均勻分布,也會在更遠的小行星中含量更高。這個團隊從三個不同地點取得的白堊紀/古近紀巖石樣本,正好體現了這種特征,與來自內太陽系的小行星特征不匹配,而與外太陽系的小行星特征相匹配。這個研究結果,支持了墨西哥尤卡坦半島希克蘇魯伯撞擊坑的制造者,是一顆來自外太陽系小行星的論點。
小行星撞擊是導致地球生物,包括人類滅絕的最大威脅之一,科學界越來越重視這個問題,已經形成了應對小行星威脅的全球預警與防范機制。這項研究成果更重要的意義之一,是提醒人們不但要關注小行星主帶以及距離我們較近的小行星威脅,還要特別注意來自外太陽系遠方的威脅。這種威脅往往是突然到來,防不勝防,在人們毫無準備的情況下就遭受毀滅打擊。6600萬年前就是前車之鑒。
有人可能會覺得這是小題大做,是科學家們的故弄玄虛。比如有人認為,6600萬年前那顆小行星只在墨西哥尤卡坦半島留下一個180公里的撞擊坑,地球這么大,周長有四萬公里,怎么可能大部分生物遭到毀滅呢?這是另一個科學問題,今天就不展開說了,下一節再談。
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