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溯源恐龙灭绝的起因!哈佛科学家起底奇克苏鲁伯陨石的来龙去脉

olivia chan

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地球上分布着大大小小的陨石坑,希克苏鲁伯陨石坑可能是其中最出名的之一。它是由希克苏鲁伯陨石(Chicxulub Impactor)撞击地球形成的。这个位于墨西哥海岸的火山口横跨93英里,深达12英里。科学家说,希克苏鲁伯陨石撞击地球的毁灭性影响导致了恐龙以及当时生活在地球上的近四分之三的动植物物种的灭绝。

然而,这颗给地球物种带来如此大灾难的小行星或彗星的起源,以及它撞击地球的过程一直困扰着科学家们。现在,两位哈佛大学的研究人员相信他们已经找到了答案。

在《科学报告》发表的一项研究中,哈佛大学科学教授Avi Loeb,Frank B. Baird Jr.小教授和天体物理学家Amir Siraj '21提出了一种新理论,可以解释这一灾难性天体的起源和历程。

Loeb和Siraj使用统计分析和引力模拟说对可能的理论进行了分析。他们认为希克苏鲁伯陨石应该是起源于太阳系边缘的碎屑球体奥尔特云(Oort cloud)的彗星,而不是小行星。彗星本身很大一部分在木星的轨道上被其引力场冲出了航道,并被送往靠近太阳的地方,然后受到了太阳强大的潮汐力分崩离析,形成了很多彗星碎片。

这增加了这类彗星的速度,因为这些碎片每250至7.3亿年左右经过地球的轨道并撞击地球一次。

Siraj说:“基本上,木星就像一种弹球机。它将这些长周期彗星踢入轨道,使它们非常接近太阳。”

因此,长周期的彗星被称为掠日彗星,它们需要200多年的时间才能绕太阳运行。

当彗星接近太阳到一定的距离后,由于太阳强大的潮汐力分解成多个碎片,在他们脱离太阳轨道时,更小的碎片有一定的概率会撞击地球。

勒布(Leeb)和西拉杰(Siraj)的理论计算得出,长周期彗星撞击地球的机会增加了约10倍,并且表明约20%的长周期彗星成为掠日彗星。这一发现与其他天文学家的研究相吻合。

两人声称,他们计算出的新影响率与希克苏鲁伯陨石的年龄相符,为其起源和其他类似影响者提供了令人满意的解释。

勒布(Leeb)和西拉杰(Siraj)的假设也可以解释许多这些影响因素的构成。

研究人员在论文中写道:“我们的假设预测,与传统的主带小行星相比,地球上其他跟希克苏鲁伯陨石坑差不多大小陨石坑更可能对应于来自具有原始(碳质球粒陨石)成分的陨石撞击。”

这很重要,因为流行的有关希克苏鲁伯陨石起源的理论声称,该陨石是来自主带的更大小行星的片段。主带是木星与火星之间的小行星。在所有主带小行星中,只有大约十分之一具有碳质球粒陨石的成分,而科学家假定大多数长周期彗星都拥有这一成分。在希克苏鲁伯陨石坑和其他类似的陨石坑发现的证据表明这些撞击地球的陨石大多是碳质球粒陨石。

其中包括一个撞击约20亿年前的物体,撞击形成了南非的弗里德堡陨石坑(Vredefort Crater),这是地球历史上确认的最大的陨石坑。而哈萨克斯坦的札马辛陨石坑(Zhamanshin Crater)是在过去一百万年之内确认的最大陨石坑。

研究人员说,这些来自其他陨石坑的证据均为他们计算得出的模型给予了支撑,而被击中的年份也支持了对希克苏鲁伯陨石这个大小的潮汐破碎彗星的撞击率的计算,也支持了像札马辛火山口这样的较小陨石的撞击率的计算。他们说,如果以同样的方式形成,它们将每250,000至730,000年一次撞击地球。

勒布(Leeb)和西拉杰(Siraj)说,可以通过进一步研究这些陨石坑以及其他类似陨石坑,甚至是月球表面陨石坑来确定陨石的成分,来检验其假说。太空任务取样彗星也可以提供帮助。

除了彗星的成分,智利新的维拉鲁宾天文台在明年投入运行后,也许还可以看到长周期彗星的潮汐破坏过程。

“我们应该看到更小的碎片更频繁地从奥尔特云到达地球。”勒布说,“我希望我们可以通过获得更多有关长周期彗星的数据,获得更好的统计数据以及也许看到某些碎片的证据来检验这一理论。”

了解这一点不仅对解决地球历史的奥秘至关重要,而且如果这样的事件再次威胁到地球,可能会变得至关重要。对此,勒布表示,“这一定是一个了不起的景象,但我们都不想看到这一幕的发生。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

https://news.harvard.edu/gazette/story/2021/02/new-theory-behind-asteroid-that-killed-the-dinosaurs/

论文链接:

https://doi.org/10.1038/s41598-021-82320-2


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