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【解除封印?】22 億年前隕石撞擊疑助解凍史前地球

2019/8/28 — 15:13

西澳郊區古老山丘 Barlangi Rock 不僅為原居民提供製作石器的重要材料,還埋藏著地球演化的重要歷史線索。有研究人員日前舉行的歐洲地球化學協會與地球化學學會聯合舉辦的學術會議上公佈,此些岩層是由 22.29 億年前擊落的隕石形成,而其隕石坑更是全球歷史最悠久的一個。

地球曾經歷至少兩次「雪球地球 (Snowball Earth)」的冷化現象,其中最遠古的一次,相信是在約 20–24 億年前發生。美國太空總署地質年代學家 Timmons Erickson 的研究隊伍認為早期地球不時遭隕石撞擊,有機會提供可助了解該冷化期完全的原因。

西澳尤岡克拉通地塊 (Yilgarn Craton) 是現存其中一塊歷史最悠久的地球地殼碎片,通過研究其結構與成份可找出遠古隕石坑從而了解其對地球氣候的影響。早在 2001 年,已有研究人員發現石床帶有可能是隕石坑洞痕跡的圓形紋理。其後加州大學地質學家 Francis Macdonald 深入勘探時,更發現相信是撞擊後形成的地質證據,並將這個未知年份的隕石坑,以附近一個剪羊毛站命名。 Erickson 則在 2014 年從該地採集岩石樣本,並以 10 萬伏特電擊岩石,由此分開不同礦物成份。

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Erickson 將當中可用作年份鑒定的晶體取出,並慢慢提出當中比人類頭髮直徑更微細的鋯石 (zircon) 及磷鈰鑭礦 (monazite) 。研究人員要從這批樣本中,找出曾被熔化後再被結晶化的晶體——此過程會令放射鈾元素困在晶體中,甚慢慢衰變成鉛。利用質量光譜儀,團隊可量度到晶體鈾元素及鉛的比例。之後,他們可利用樣本內鈾元素比例及它們半衰期以計算出其年份,即隕石撞擊時間。他們估計,這個隕石坑在 22.29 億年前形成,誤差約為正負 500 萬年,而地球當時也可能處於冷化期期間。

以往科學家認為冷化期結束的原因是火山爆發,釋出大量二氧化碳引致。不過, Erickson 的團隊就懷疑另一融冰因素是西澳的史前亞拉布巴隕石坑 (Yarrabubba crater) 。他們模擬 7 公里闊隕石擊中 2–5 公里厚的冰層,而擊中後的塵埃可散佈至數千公里以外,令冰層變黑,增加吸熱力。不僅如此,散發的大量水蒸氣更會釋出至平流層,困著地面熱力。此些因素久而久之令地球脫離冷化期。

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然而,未有參與研究的地質學家 Andrey Bekker 則對 Erickson 等人的假說存疑。他向《科學》表示,和暖水蒸氣未必能維持數世紀,且令地球脫離冷化期。不過,假若隕石真的將地球解凍的話,相信將會改變大眾對隕石的誤解:它們不一定會帶來滅絕,而是有機會提供形成生命的重要元素,使地球逐漸演化至今天百花齊放的生命體。 

來源:
Science, Shock and thaw? Earth’s oldest asteroid impact may have helped lift the planet out of a deep freeze, 27 August 2019

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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