在西澳大利亞州干旱的皮爾巴拉地區腹地,矗立著一組被稱為“北極穹丘”的巖層。
它們像“倒置的蛋筒冰淇淋”一樣突出地面:部分巖石僅有幾厘米大小,另一些則高達數米。如同該地區大部分巖石一樣,它們呈鐵銹色——但研究人員表示,這一地質構造蘊含著地球已知最古老小行星撞擊的證據。
“當我們觀察巖石本身時,發現了更古老的顆粒和微小晶體。這些晶體告訴我們原始巖石形成于大約35億年前,”克里斯·柯克蘭教授說。
柯克蘭領導了科廷大學的一項研究,對包括沙粒大小的鋯石晶體在內的礦物年齡進行了分析。他將這項工作描述為“極具挑戰性”且“非常艱苦”。
“你要在巖石的微觀薄片中搜尋,找到那些能揭示各種地質過程的晶體。然后……用激光束射入它們,測定其化學成分和同位素特征,這就是推算年齡的方法。”
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昆士蘭科技大學行星地球物理學教授克雷格·奧尼爾承認,該領域的研究此前曾引發“爭論”和“爭議”。
“我認為,任何證據如此稀少的領域最終都會爭議很大,并且會被一些非常細微的觀察結果以及對它們含義的討論所主導。這沒問題,這正是我們取得進展的方式,但值得指出這一點,”奧尼爾說。
科廷大學的蒂姆·約翰遜教授也是相關研究的合著者之一。他告訴SBS新聞,過去“我們可能有點忘乎所以了”。
約翰遜現在認為:“數據很復雜,也存在其他解釋,但我們對該撞擊年齡的最佳估算是大約30億年前,這使其成為地球上迄今為止最古老的撞擊事件。”
“也是所謂的太古宙中唯一已知的撞擊,而我們知道那個時期撞擊事件遠比現在頻繁。”
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此前的證據表明,地球上最古老的小行星撞擊發生在亞拉布巴(同樣位于皮爾巴拉地區),時間約為22億年前。
長期以來,西澳大利亞州的皮爾巴拉地區一直讓科學家著迷。這里擁有一些最古老且保存最完好的陸殼碎片,甚至吸引了美國國家航空航天局(NASA)的關注。
“這些(小行星)撞擊實際上到處都在發生,只是我們在西澳大利亞州非常幸運,擁有一個深時記錄,”柯克蘭說。
約翰遜指出,盡管包括水星、金星和火星在內的行星表面都有隕石坑或小行星帶表明曾遭受撞擊,但地球上的證據卻“更難找到”。
大約30億年前,地球被水覆蓋,只有少數陸地露出水面——除了“一些類似夏威夷的火山島”。
地球更熱,大氣中富含二氧化碳。甚至月球(其上的小行星撞擊坑至今肉眼可見)也比現在離地球更近,帶來了更強烈的潮汐。
“幾乎在你能夠想象的每一個方面,地球看起來都與今天截然不同。”
對昆士蘭科技大學的奧尼爾而言,皮爾巴拉地區的最新證據提出了一個最根本的科學問題:地球上早期生命的起源是什么?
“那次(小行星撞擊)會引發核冬天,因為它拋起了大量汽化的巖石和塵埃。我們談論的是非常猛烈的劇烈事件,它必然對當時存在的生物產生了影響。”
盡管科廷大學的約翰遜承認他的研究引發了問題,但他希望這也能帶來機遇。
在南非和加拿大都有古老的隕石證據,均追溯到數十億年前。在格陵蘭島西南部,巖石被認為約有38億年歷史。
約翰遜認為,小行星撞擊的證據“絕對到處都是”。
“(也許)很難找到,但尋找的過程很有趣。”
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