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小行邂逅时空的爱恋星、彗星的撞击可能如何延缓了大气的演化

地球 2023-03-30 11:50:29

哈佛大学 西南研究所领导的团队用最新的地质信息更新了行星轰击模型,然后将这些模型应用于研究撞击可能如何影响太古宙2号地球大气中的氧气水平

50到40亿年前

这个意境说明了大的小行星穿透地球缺氧的大气层

信用:SwRI/丹·杜尔达,西蒙·马奇 介于2

50亿到40亿年前,一个被称为太古宙的时代,地球的天气经常被描述为多云,有小行星的机会

当时,小行星或彗星撞击地球并不罕见

事实上,最大的行星,超过6英里宽,改变了地球最早大气层的化学性质

虽然这些都被地质学家普遍接受,但还没有被很好地理解的是,这些大的小行星会多久撞击一次,撞击产生的沉降物究竟会如何影响大气,特别是氧气水平

一组研究人员现在相信他们已经找到了一些答案

在一项新的研究中,哈佛大学地球和行星科学助理教授迷离情骇·德拉邦是一个团队的一员,该团队分析了古代小行星的残留物,并对它们碰撞的影响进行了建模,以表明撞击发生的次数比以前想象的要多十多次,并且可能在氧气开始在行星上积累时发生了延迟

新模型可以帮助科学家更精确地理解地球是何时开始走向我们今天所知的地球的

德拉邦说:“大气中的游离氧对任何利用呼吸产生能量的生物都至关重要。”

“没有大气中氧气的积累,我们可能不会存在

" 这项工作在《自然地球科学》上有所描述,由位于科罗拉多州博尔德的西南研究所的科学家西蒙尼·马奇领导

西南研究所领导的团队更新了行星轰击模型,以了解像这里展示的这种巨大的撞击是如何影响太古宙2号地球大气中的含氧量的

50到40亿年前

信用:SwRI/西蒙·马奇 研究人员发现,现有的行星轰击模型低估了小行星和彗星撞击地球的频率

新的、更高的碰撞率表明撞击物大约每1500万年撞击地球一次,比目前的模型高10倍左右

科学家们在分析了看似普通的岩石记录后意识到了这一点

它们实际上是古老的证据,被称为撞击球粒,在每次大的小行星或彗星撞击行星时的激烈碰撞中形成

结果,撞击产生的能量融化并蒸发了地壳中的岩石物质,将它们喷射成巨大的羽状物

然后,云中的熔融岩石小液滴会凝结并固化,以沙子大小的颗粒形式落回到地球,再落回到地壳上

这些古老的标记很难找到,因为它们在岩石中形成的层通常只有一英寸左右

德拉邦说:“你基本上只是进行长途徒步旅行,看看你能找到的所有岩石,因为撞击粒子非常小。”

“它们真的很容易被错过

" SwRI领导的一项研究更新了基于小玻璃状粒子的轰击模型,这些小玻璃状粒子被称为撞击球粒,分布在地壳的多个薄的、不连续的层中,年龄范围从大约2

4至3

50亿年前

小球层——比如图中所示的5厘米2

来自澳大利亚的60亿年前的样本是古代碰撞的标志

学分:加州大学洛杉矶分校/斯科特·哈斯勒和奥柏林/布鲁斯·西蒙森 然而,像德拉邦这样的科学家已经抓住了机会

“在过去的几年里,已经发现了一些以前没有被认识到的额外影响的证据,”她说

这些新的小球层增加了地球早期已知撞击事件的总数

这使得西南研究院团队更新了他们的轰击模型,发现碰撞率被低估了

研究人员随后模拟了所有这些影响是如何影响大气层的

他们基本上发现,大于6英里的物体撞击陨石的累积效应可能会产生一个氧气池,从大气中吸走大部分氧气

这一发现与地质记录相吻合,地质记录显示大气中的氧气含量变化很大,但在太古宙早期相对较低

这种情况一直持续到2点左右

40亿年前,在轰击减缓的末期

地球随后经历了表面化学的重大转变,这是由被称为大氧化事件的氧气水平上升引发的

马奇在一份声明中说:“随着时间的推移,碰撞变得越来越不频繁,而且太小,无法显著改变运行后的氧气水平。”

“地球正在成为现在的星球

" 德拉邦说,项目的下一步包括测试他们的建模工作,看看他们自己能在岩石中建模什么

"我们真的能在岩石记录中追踪氧气是如何被吸出大气层的吗?"德拉邦想知道

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