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wang.zhou.803 的博客

 
 
 

日志

 
 

44亿年前一颗行星撞击地球,生命的出现或许还得感谢它////地球上哪来那么多碳?  

2016-09-08 16:09:01|  分类: 科学研究(揭秘、 |  标签: |举报 |字号 订阅

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      三体迷【地球往事专栏】在地球的历史上,时常会发生恐怖的物种大灭绝。科学家们往往将此归咎于大型的小行星撞击地球,比如著名的恐龙灭绝事件。然而,最近的一项新研究表明,地球之所以能孕育出生命,可能还得感谢有史以来最强大的一次撞击。正可谓「生也撞击,灭也撞击。」
44亿年前一颗行星撞击地球,生命的出现或许还得感谢它 - 月儿弯弯 - wang.zhou.803 的博客

据悉,这项新的研究找到了证据表明组成地球生命的基本元素「碳」几乎全都来自44亿年前的一颗新生行星的撞击。这颗大小与水星相当的行星在地球的核心形成之后不久便与地球发生了撞击,并融合在一起,最终带来了构成生命和钻石的基本元素。如果事实确实如此,那么这就意味着地球生命的出现还得依赖于这一次大撞击。 
44亿年前一颗行星撞击地球,生命的出现或许还得感谢它 - 月儿弯弯 - wang.zhou.803 的博客

实际上,在地球的地幔和地壳中的碳元素含量为何会如此之高?这个问题长久以来都一直困惑着地质学家。理论上来说,在地球形成之初,大多数的碳要么已经被蒸发至太空,要么就被困在了地球的核心。这项新的研究或许能帮助地质学家揭开这一谜团。
44亿年前一颗行星撞击地球,生命的出现或许还得感谢它 - 月儿弯弯 - wang.zhou.803 的博客 

值得一提的是,44亿年前的行星撞击地球也是月球起源的重要假说之一,即所谓的「撞击说」。据一些科学家推测,在地球形成之初,一颗行星撞击地球,撞击产生的碎片随后逐步形成了月球。
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当然,在此之前不少科学家都曾提出过地球的生命,或者至少是诸如水和氨基酸等对生命起源至关重要的化合物来自外太空的小行星或彗星的猜想。不过,这一次要显得更加的追根溯源。

44亿年前的一次大撞击,最终导致了现在的你在看这篇文章,想想也是够神奇的。这就是因与果的故事。


 

地球上哪来那么多碳?

地球上的生命曾多次险些被闯入大气层、撞击到地球表面的巨大小行星抹去。然而,地球上的所有生命似乎也恰好是地球与其他行星大碰撞后诞生的,比如类似水星的“胚胎行星”坠入地球。最新研究发现,地球上所有生命形成的基本元素之一——碳,可能都是44亿年前这种灾难性大事件带来的。

44亿年前一颗行星撞击地球,生命的出现或许还得感谢它 - 月儿弯弯 - wang.zhou.803 的博客

研究显示,这颗“胚胎行星”直径约4800千米,撞击地球后与地核融合,从而为地球带来了生命诞生必须的碳和类似钻石等珍贵物质。这次碰撞还产生了放射性铀和钍,它们产生的热量驱动地核中的铁水成为“发电机”。如果这种理论被证明正确,表明地球上诞生生命全赖数十亿年前这种微乎其微的撞击。

对于地幔和地壳中为何含有如此多的碳,曾令地质学家感到十分困惑。地球形成后的大多数碳都已经被煮沸蒸发,或被锁定在地核中。美国得克萨斯州赖斯大学岩石学家拉基德普·达斯古普塔(Rajdeep Dasgupta)说:“如何解释碳等挥发性元素为何依然留在地核之外是一大挑战,它们或被蒸发或锁入地核中,因为富含铁的合金对碳拥有极强的亲和力。我们认为,最终需要打破地核由铁、镍、碳等元素组成的传统理论。”

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研究人员进行试验,在巨大压力下检测硫或硅如何改变铁对碳的亲和力。结果显示,碳被排除在地核之外,并转移到地幔中,这也是硅酸盐大量形成的因素之一。当研究人员绘制在不同硫和碳浓度下碳的相对富集程度,并与其与地幔中的发现对比时,惊人的假设出现了。他们认为,形成硅核的类似水星的“胚胎行星”与地球相撞,并被地球吸收,进而令地球地幔中富含大量碳元素。

这个发现与月球诞生理论相辅相成。月球被认为形成于45亿年前,是名为Theia的行星与地球相撞后的副产物。许多科学家还认为,生命本身,或至少组成生命的重要成分(比如水和氨基酸)也都是其他天体带给地球的。而最新研究发现,地球生命诞生对大撞击的依赖性更高。

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