超新星爆发或为地球大灭绝元凶:最新研究揭示宇宙事件与生物演化的潜在联系

超新星爆发或为地球大灭绝元凶:最新研究揭示宇宙事件与生物演化的潜在联系

知行看点 2025-03-21 热点资讯 69 次浏览 0个评论

超新星爆发或为地球大灭绝元凶:最新研究揭示宇宙事件与生物演化的潜在联系

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一项新的研究提出了一种理论,认为剧烈的超新星爆发可能导致了地球上两次至今未能完全解释的大规模灭绝事件。

在巨型恒星生命的最后阶段,它的死亡挣扎最终会形成强大的热核爆炸——超新星——通常会摧毁天体,释放物质和辐射。

一个研究团队在计算了过去10亿年内距离太阳最近(65光年内)的恒星的超新星爆发率后,将附近的恒星爆炸与至少一次,可能两次的大规模死亡事件联系起来。

这项工作是银河系中罕见的大质量O型和B型恒星的更广泛调查的一部分,这些恒星的寿命相对较短,使用了欧洲航天局的盖亚太空望远镜的数据。

计算表明,每10亿年可能平均有2.5次超新星以某种方式影响地球,相当于在过去5亿年地球生命演化期间发生了一到两次。

这项研究的合著者、皇家天文学会月刊发表的该研究的合著者尼克·赖特说,这个比率低于之前的预期。赖特和他的合著者由此将这种宇宙现象与地球上的大规模灭绝联系起来。在过去5亿年中,已经发生了五次灾难性事件,在相对较短的地质间隔内杀死了水陆上的大多数物种。

“认为这可能是一种影响灭绝事件的效应,这种想法变得更加可行,”赖特说,他是英国基尔大学的物理学和天体物理学讲师和欧内斯特·卢瑟福研究员。

研究报告的第一作者亚历克西斯·金塔纳说,研究结果突显了巨大的恒星如何既能创造又能摧毁生命。

“超新星爆炸将重化学元素带入星际介质,然后用于形成新的恒星和行星,”金塔纳说,他曾是基尔大学的博士后研究员,目前在西班牙阿利坎特大学工作。“但是,如果一个行星——包括地球——离这类事件太近,就会产生毁灭性的影响。”

未解之谜:地球上的大规模灭绝

在这项研究中,研究人员没有提供超新星导致大规模灭绝的证据。相反,该团队假设恒星爆炸可能是3.72亿年前泥盆纪晚期灭绝事件和4.45亿年前奥陶纪晚期灭绝事件的潜在因素。该团队认为,超新星可能剥夺了保护地球免受有害辐射的臭氧层,从而导致了一系列可能导致大规模灭绝的事件。

在泥盆纪地质时代,生命首次在陆地上蓬勃发展,但早期的陆地植物和动物正在从水生向陆生过渡,与甲胄鱼和其他海洋物种一起被消灭。奥陶纪末期的一次灾难性转变导致大约85%的物种消失,当时生命主要局限于海洋。

“它们与那些大规模灭绝,特别是奥陶纪晚期灭绝的联系在于,对地球附近发生这种爆炸的一个可能的后果是冰川作用,我们知道当时确实发生了冰川作用。因此,这是一种开放的假设,但缺乏证据,”英国布里斯托尔大学的脊椎动物古生物学教授迈克·本顿说,他没有参与这项研究。

“我希望看到对这些历史事件的校准,以表明其中一个事件确实与相关的大规模灭绝同时发生——我们对这些地质事件进行了相当好的年代测定,但我们需要某种方法来确定深层过去超新星爆炸的年代,”本顿通过电子邮件说。他是《灭绝:生命如何生存、适应和进化》一书的作者。

英国利兹大学古环境学教授保罗·威格纳尔称这项研究很有趣,并表示这并非首次出现超新星驱动灭绝的概念。他说,需要的是切实的证据表明灭绝与超新星同时发生。

“这可能来自爆炸产生的异质元素,并以微量存在于沉积记录中。”

恐龙杀手:小行星撞击

根据科学证据,天体事件至少引发了一次大规模灭绝。一颗城市大小的小行星在6600万年前的命运之日撞击了地球,撞击地点位于现在的墨西哥海岸附近,注定了恐龙和许多其他物种的灭绝。

研究人员首先通过发现“铱异常”来确定了白垩纪末期灭绝的原因——一层1厘米厚(0.4英寸厚)的沉积岩,富含铱,铱是地球表面上稀有的元素,但在陨石中很常见。描述这一发现的一项研究于1980年6月发表。

铱异常最初受到怀疑,但最终在世界各地越来越多的地方被发现。十年后,研究人员在墨西哥尤卡坦半岛海岸附近发现了一个200公里宽(125英里宽)的陨石坑。

“白垩纪/古近纪边界沉积物中铱的富集是恐龙灭绝的非常令人信服的‘确凿证据’,当时这一想法于1980年首次发表。超新星的想法需要其等效的铱、铁-60或钚吗?”威格纳尔通过电子邮件说,他指的是可能成为超新星标志的元素。

铁-60是铁的一种放射性变体,在地球上并不丰富,但在超新星爆炸中大量产生。赖特还说,有可能测量岩石和沉积物中的臭氧消耗量。

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