小行星尘埃：揭秘地球生命起源之谜

考虑一颗小行星改变地球生命图景的可能性——但忘记恐龙和那个巨大的陨石坑吧，把那个戏剧性的时刻再倒回去4亿年。

那时，生命主要是海洋生物，脊椎骨是解剖学领域的最新发现。但与6600万年前杀死恐龙的小行星不同，这块早期的太空岩石从未到达地球。相反，新的研究表明，小行星带的一次碰撞给太阳系带来了如此多的尘埃，考虑到当时的一些其他变化，这使得地球上的生命得以蓬勃发展。

“生命史上最重要的事件都是这样的，”肯塔基大学古生物学家丽贝卡弗里曼(Rebecca Freeman)说。他说:“你会得到一套非常独特的环境，所有这些因素结合在一起，你会得到一个非常戏剧性的事件，似乎这应该是由于某一件特别戏剧性的事情。但实际上，这是一个更为复杂的系统在起作用。

艺术家对外太空小行星碰撞的描述

科学家们想要解释的戏剧性事件是新物种的疯狂繁殖。那次生命的爆发，被古生物学家称为奥陶纪大生物多样化事件，发生在海洋中，那里主要居住着没有脊椎的生物。“这确实是一个由无脊椎海洋生物主导的世界，”弗里曼说。“最上面的掠食者可能是头足类动物，”很可能是今天的鹦鹉螺的祖先亲戚，它有复杂的螺旋壳。

但是当瑞典隆德大学的地质学家Birger Schmitz去寻找可以追溯到4.66亿年前的岩石时，他并不希望找到鹦鹉螺化石;他在寻找陨石化石。在过去的几十年里，他和他的同事们在瑞典的一个石灰石采石场发现了几十块这样的陨石化石。每颗行星都带有一个化学时间戳，表明它在大约4.7亿年前被加热过。科学家们曾一度认为，在那个时候可能发生过一次大规模的小行星碰撞。

Schmitz说:“25年来，我有一种直觉，这一定在某种程度上对地球产生了影响，特别是对生命。”“我觉得必须有某种联系。”所以他和他的团队看了看岩石。在这篇论文中，研究人员利用了两个关键线索:一种特殊形式的氦和一种由陨石携带到地球的矿物。

他们想要找到比陨石化石更难找到的东西:微陨石，就像它们较大的兄弟陨石一样，携带着矿物铬铁矿。施密茨说:“地球上坠落的小陨石比大陨石多得多，所以我有了一个最疯狂的想法。”“没有那么疯狂，但当时感觉很疯狂。”

一颗距今4.66亿年的陨石被拍到与一具鹦鹉螺化石相邻。

这意味着团队必须变得极具破坏性。“如果你想大海捞针，你会怎么做?”施密茨说。“很简单:你把干草堆烧掉。这就是我们所做的。”当你的草堆是石灰石，燃烧它意味着倾倒2870磅。(1300公斤)它变成盐酸，吃掉岩石，留下铬铁矿粒。“它们什么都能存活下来，”他谈到铬铁矿时说。“它们在沉积物中存活了5亿年;它们经受住了我们所有的酸性处理。”

铬铁矿颗粒和外来氦的含量在这一时期都急剧上升——但不是在同一时间。首先，这块岩石显示出外星铬铁矿的缓慢增长，持续了200万年到400万年。这一延伸的一个子集显示了来自某一特定陨石类别的颗粒的急剧增加，而另一个子集与施米茨先前研究的化石陨石的出现相吻合。另一个稍微有些扭曲的时间轴记录了氦的外星味道的到来。

对施密茨来说，所有这些因素综合起来表明，一场大规模的、遥远的小行星碰撞确实影响了地球上的生命。他和他的同事们认为，这次分裂——一颗直径近100英里(150公里)的小行星——使太阳系内部充满了陨石和小行星尘埃。较大的板块比较小的板块从碰撞点扩散的更快。

研究小组提出了三种方式，让如此多的小行星碎片影响地球，使地球降温。也许到达地球的微粒携带了足够的铁进入海洋，使得那里的植物生长旺盛，它们以二氧化碳为食，并把它从大气中拉出来，这与今天的情况正好相反。或者可能是散布在太阳系的粒子阻挡了阳光到达地球。

研究小组提出的第三种可能性是，这种困在地球大气层中的宇宙尘埃可能将太阳光反射到地球之外。英国利兹大学(University of Leeds)大气化学家约翰·普兰德(John Plane)研究行星大气中的宇宙尘埃，并建立了上升的尘埃水平对气候影响的模型。

普兰德说，这项新研究中提出的水平大约是目前地球大气中宇宙尘埃水平的1000倍，这导致了今天地球上一些微妙的现象。“但很明显，如果你把它增加1000，那么毫无疑问，它会产生他们所说的所有影响。”

总的来说，Plane认为这项研究很有趣。他说:“他们提出了一个我认为相当有说服力的案例，现在需要更详细地调查。”“我认为这是一件非常好的作品。”

但是这篇论文并没有把这颗小行星的碎片完全归功于它的多样化。弗里曼说，这很好，因为许多其他因素也会发挥作用，比如海洋环流模式和海平面上升。她说，一个特别重要的因素是当时陆地和海洋是如何分布在地球表面的，从赤道到南极有许多小大陆，为物种适应提供了许多不同的生态位。

瑞典的悬崖在岩石层上显示出一条灰色的线;科学家们认为它是由小行星撞击地球时落在地球上的尘埃形成的。

弗里曼说:“大陆的移动非常缓慢，所以形成这些物种的重要原因之一就是隔离种群。”“你可以找到方法把这个假想的小行星爆炸、太空尘埃的想法与许多不同的事情联系起来;有一件事你不能真正归咎于小行星，那就是大陆的位置。”

她说，著名的恐龙场景让古生物学家怀疑小行星是其他事件的罪魁祸首。(尽管一些科学家认为其他因素也起了作用，但在这次撞击和大规模灭绝之间仍有明显的联系。)弗里曼说:“这让所有人都陷入了疯狂，试图把所有事情都归咎于陨石。”“作为一个社区，我们可能已经不再想把一切都归咎于来自外太空的东西，但他们这里有一些非常棒的文档。”

从那份文件中，Schmitz甚至愿意描述时间旅行者可能会看到什么，如果他们停下来参观强大的海洋时代。

Schmitz说:“可能会有更多的陨石和光带。”“你可以站在那里，希望所有的事情，因为会有很多这样的光条纹从天空和所有的灰尘进来。”