考慮一下小行星可能改變了地球生命景象的可能性——但忘掉恐龍和巨大的隕石坑，把時間從那個戲劇性的時刻倒回4億年。
那時，生命主要發生在海洋中，而脊椎骨是解剖學場景中最新的出現。但與6600萬年前殺死恐龍的小行星不同，這塊更早的太空岩石從未到達地球。相反，在小行星帶的一次碰撞中，大量的塵埃充斥著太陽系，鑑於當時的其他一些變化，這使得地球上的生命得以蓬勃發展，新的研究表明。
“生命史上最重要的事件大多都是這樣，”肯塔基大學的古生物學家麗貝卡·弗里曼說，她專門研究這個時期，但沒有參與這項新研究。“你會得到一系列非常獨特的環境，它們結合在一起，你會得到一個非常戲劇性的事件，這似乎應該是由一個特定的戲劇性事物造成的。但實際上，這是一個更復雜的系統在起作用，”她告訴Space.com。
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科學家想要解釋的戲劇性事件是新物種的爆發。古生物學家稱之為奧陶紀生物大輻射的生命爆發發生在海洋中，那裡主要居住著無脊椎動物。“這真的是一個由無脊椎海洋生物主導的世界，”弗里曼說。“最頂級的掠食者可能是一種頭足類動物，”很可能是今天鸚鵡螺的祖先親戚，有著錯綜複雜的螺旋形外殼。
但是，當瑞典隆德大學的地質學家比爾格·施密茨去尋找可以追溯到4.66億年前的岩石時，他並不希望找到鸚鵡螺的化石；他正在尋找隕石化石。在過去的幾十年裡，他和他的同事在瑞典的一個石灰岩採石場發現了數十塊這樣的隕石化石。每一塊都帶有一個化學時間戳，表明它在大約4.7億年前被加熱過，科學家們一段時間以來一直認為，大約在那個時候可能發生過一次大規模的小行星碰撞。
“25年來，我一直有一種直覺，認為這一定以某種方式對地球，特別是對生命產生了影響，”施密茨說。“我覺得一定存在某種聯絡。”因此，他和他的團隊研究了岩石。在論文中，研究人員借鑑了兩個關鍵的證據線索：一種特殊形式的氦和隕石帶到地球的礦物。
他們想要找到比隕石化石更難找到的東西：微隕石，它們像較大的同類一樣，攜帶礦物鉻鐵礦。“有更多的微隕石落在地球上，而不是較大的隕石，所以我產生了我認為最瘋狂的想法之一，”施密茨說。“這並沒有那麼瘋狂，但在當時，感覺很瘋狂。”
這意味著團隊必須進行非常具有破壞性的工作。“如果你想在乾草堆裡找一根針，你會怎麼做？”施密茨說。“這很簡單：你把乾草堆燒掉。這就是我們所做的。”當你的乾草堆是石灰岩時，燒掉它意味著將其——2870磅（1300公斤）——傾倒入鹽酸中以腐蝕岩石，留下鉻鐵礦顆粒。“它們能倖存一切，”他談到鉻鐵礦時說。“它們在沉積物中倖存了5億年；它們在我們的所有酸處理中倖存下來。”
鉻鐵礦顆粒和外星氦的水平都在這個時期左右急劇上升——但並非在完全相同的時間。首先，岩石顯示外星鉻鐵礦的緩慢增加，持續了200萬到400萬年。其中一部分顯示出特定類別隕石的顆粒急劇增加，另一部分與施密茨先前研究中提供的隕石化石的到來相吻合。另一個略微傾斜的時間線圖表顯示了外星風味的氦的到來。
對於施密茨來說，所有這些因素加在一起表明，一次大規模的、遙遠的小行星碰撞確實影響了地球上的生命。他和他的同事們認為，這次破裂——一塊直徑近100英里（150公里）的小行星——使內部太陽系充滿了隕石和小行星塵埃。較大的碎片比較小的碎片從碰撞地點擴散得更快。
該團隊提出了小行星碎片影響地球並使地球冷卻的三種方式。也許到達地球的粒子將足夠的鐵帶入海洋，使得植物生命在那裡蓬勃發展，以二氧化碳為食並將其從大氣中抽出，這與今天的狀況相反。或者，也許散佈在太陽系各處的粒子阻擋了陽光到達地球。
該團隊提出的第三種可能性是，滯留在地球大氣層中的宇宙塵埃可能將陽光反射回太空，使其遠離地球。英國利茲大學研究行星大氣中宇宙塵埃的大氣化學家約翰·普萊恩認為，這是三種情景中最合理的，他已經運行了增加塵埃水平對氣候影響的模型。
普萊恩說，新研究中提出的水平大約是目前地球大氣中宇宙塵埃水平的1000倍，這在今天的地球上造成了一些微妙的現象。“但很明顯，如果你把它增加1000倍，那麼毫無疑問，它可能會產生他們所說的所有影響。”
總的來說，普萊恩認為這項研究很有趣。“他們已經提出了我認為相當令人信服的案例，現在需要更詳細地研究，”他說。“我認為這是一項非常出色的工作。”
但是，這篇論文並沒有將生物多樣性爆發的所有功勞都歸功於小行星的碎片。弗里曼說，這很好，因為許多其他因素也會發揮作用，例如海洋環流模式和海平面上升。一個特別重要的因素是當時陸地和海洋在地球表面上的分佈情況，小塊大陸從赤道延伸到南極，為物種適應提供了許多不同的生態位，她說。
“大陸移動得非常緩慢，因此，對於製造這些物種來說，重要的事情之一是你隔離種群，”弗里曼說。“你可以找到方法將這個所謂的小行星爆炸太空塵埃的想法與許多不同的事物聯絡起來；你真的不能把大陸的位置歸咎於小行星。”
著名的恐龍情景使古生物學家懷疑小行星是其他事件的罪魁禍首，她說。（儘管一些科學家認為其他因素也發揮了作用，但撞擊和大規模滅絕之間仍然存在明顯的聯絡。）“這讓所有人陷入了瘋狂，試圖將一切都歸咎於隕石，”弗里曼說。“作為一個社群，我們可能已經不再想把一切都歸咎於來自外太空的東西，但他們在這裡得到了一些非常好的文獻記錄。”
從這些文獻記錄來看，施密茨甚至願意描述如果時間旅行者停下來參觀那個時代的強大鸚鵡螺可能會看到什麼。
“會有更多的隕石，光跡，”施密茨說。“你可以站在那裡，一直許願，因為會有很多來自天空的光跡，伴隨著所有湧入的塵埃。”
這項研究在一篇論文中進行了描述，該論文於9月18日發表在科學進展雜誌上。
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