@ 2018.12.14 , 19:00

超新星爆发可能灭绝了更新世初期的大型海洋生物

在大约260万年前,有一束奇怪的亮光照射到地球,并照亮整个天空长达数周甚至数月时间。这束光来自于距离地球约150光年的一个超新星爆发所产生的结果。过了几百年之后,照亮整个天空的光芒已经消逝了很久很久,但是那颗超新星爆发所引发的能量冲击波才刚刚抵达史前地球,它冲击了史前地球的大气层,引发了整个地球范围内的气候变化,并引发了大型海洋动物的大规模灭绝,这些大型海洋动物包括一种有一辆校车那么大的鲨鱼。

这种超新星的作用可能不止于这一次,对大型海洋生物的影响详见于刚发表在《天体生物学》上的一篇论文中。该论文的作者Adrian Melott教授表示:触触我做这方面的研究已经15年了,我也不是谦虚,但我觉得吧不能像以前的那些研究一样只基于我们对宇宙的普遍了解去瞎想;我这次是基于实际存在的证据来推论这种天文事件的存在和具体的时间以及计算其对地球的影响哒。

梅罗特教授认为最近发表的一篇有关于古代海底铁60同位素沉积物的文章为他的超新星爆发事件的时间和距离以及其对地球的“远距离爆破”提供了证据。

铁60是正常铁元素(59Fe)的同位素,这种放射性同位素几乎全部都是超新星爆炸过程中製造出来的,宇宙中的其他化学过程鲜有能产生铁60。它的半衰期约为262万年,相对于我们太阳系约46亿年的年龄而言,算是相当短的,所以任何源自太阳系刚诞生时期的放射性铁60,应该都已经早就衰变成其他稳定的元素,因此在地球上不可能发现铁60的存在。

早在上世纪90年代中期,人们就提出了寻找“铁60”,因为除了超新星爆发以外,没有其他方法在地球上自然产生这种铁的同位素。所以,在地球上发现的“铁60”肯定是从天上“掉”下来的。关于超新星爆发的数量,梅罗特教授倾向于地球周围存在一连串的超新星爆发事件,因为除了地质学上260万年前的一个60Fe的峰值以外,在1000万年前就有其他的峰值短短续续的出现。

根据梅洛特教授的研究小组的说法,还有其他的证据能证明史前地球遭遇过一连串的超新星“远距离爆破”。在星际物质间存在巨大的空洞气泡,而地球正处于这个气泡的边缘地带,这个空洞地带有大概300光年那么长,这一区域内基本上只有非常热而又非常低密度的气体,几乎所有的气体云都已经被吹飞出去了。而制造出这种“伪真空”地带的最好方法就是一系列的超新星爆发。

打个比方,假如只有一次的超新星爆发,那么他的能量射流经过地球一段时间,然后就算完了。但是如果在此之前,已经有较大数量规模的超新星爆发在星际介质之间制造了一个巨大的空洞地带,那么260万年前的那次超新星爆发所产生的能量就有可能在空洞地带边缘被反射回来。这使得史前地球可能被宇宙射线来来回回中出折腾几万年的时间。

我们先不去管超新星的事情,就拿当时史前地球上遍布全球的60Fe来说,其辐射出的被称为,μ子的穿透性粒子大规模的喷发,也有可能导致大型生物罹患癌症和其他突变。

渺子(Muon)是一种轻子,它带有 -1 的基本电荷及 1/2 的自旋。它的符号是 μ−。渺子的反粒子是反渺子。它的质量为电子的 207 倍(约 105.6 MeV)。故渺子可看成加重版的电子(稍加比较,电子的质量为0.511 MeV,τ子的质量为1,776.82 MeV,约为电子质量的3477倍)渺子于宇宙中 π 介子衰变时产生。它在生成的 2.2 微秒后便会衰变成一粒电子、反电子中微子和渺子中微子。由于渺子的速度很高,故狭义相对论中的时间膨胀令渺子衰变时间延长,使渺子有机会到达地球表面。———百度百科

正常情况下,我们随时都在被许多μ子穿透身体,但只有其中的很小一部分才会以一些形式和我们产生相互作用,而又只有大约五分之一的μ子会衰变产生辐射,所以对人体来说基本是无害的。但是对史前更新世的大块头来说就不是那么乐观了!本来就在海底游来游去,块头还大,块头越大与μ子产生作用的几率也越大。而且当时海底的60Fe是如此的多,导致其产生的粒子数量是如此的多,能量是如此的高,以至于一个人到当时的环境中,罹患癌症的几率也要上升大约50%,更别说史前的大块头了。

260万年前的那次超新星爆发可能与上新世——更新世交界的那次海洋大型动物灭绝有关系,越有差不多36%的属完全灭绝。而此次灭绝有主要集中在沿海水域,那里的大块头会更容易从μ子处获得更大的辐射剂量。

在前文中提到的校车大小的巨齿鲨也是在260万年前的物种灭绝中消失了。这种巨齿鲨就像电影《大白鲨》里的鲨鱼那样凶猛,只是块头要大很多,这也是为什么他们可能是被超新星爆发所带来的60Fe所带来的μ子所带来的辐射所带来的癌变所灭绝。
加粗字本文主旨,记一下,送分题

目前来讲,超新星爆发是一种很好的解释上新世——更新世物种大灭绝的方法之一。

本文译自 phys,由译者 利维坦 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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