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抹去地球所有生命要多少能量?最大小行星撞击才行

来源:网易科技     发布日期:2017-07-25

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一颗巨大的小行星撞击地球可能不会毁灭地球上的所有生命。图片来源:Zloyel/iStockphoto

  一颗巨大的小行星撞击我们的星球将会立即杀死无数的动物。而这样一次撞击带来的后果则是更加灾难性的——海啸、地震以及遮挡了阳光的巨大尘埃云将导致农作物歉收和生物大规模灭绝。6500万年前,地球上75%的物种都被一次这样的事件杀死了。然而,一项新的研究表明,要想真正抹去地球上的生命,就需要这个天体物理事件强大到足以使地球上的海洋完全蒸发掉。高温和宇宙射线将使地球甚至对于水熊虫来说也是不适宜生存的地方,后者是迄今为止发现的最顽强的生物。

  “研究人员提出了一个大问题——生命有多大的弹性?”Joshua Winn是美国普林斯顿大学的一名系外行星专家,他没有参与这项研究,Winn说:“他们把这个问题变成了一个很好的计算方法,把重点放在了使地球上的海洋沸腾所需要的能量上。”他说:“这是一种非常大的能量。”

  研究人员首先计算了使地球上所有的水温度超过100摄氏度所需的能量——6×10^22焦耳,这大约相当于人类每年总能源消耗的100倍,或发射航天飞机所需能量的1万亿倍。

  而如果将这一能量转化为灾难,则需要有一颗大小相当于灶神星或智神星的小行星撞击地球才能够释放出这么大的能量,后者是太阳系中最大的小行星。

  研究人员在7月14日出版的《科学报告》上报告了这一研究成果。其他的选择还包括:发生在地球外层空间的高能爆炸,如被称为超新星的恒星爆发或伽马射线暴。

  但这些都不太可能。这项研究的作者之一、哈佛大学天体物理学家Avi Loeb指出,正确大小的小行星确实存在,但“它们并没有朝着我们的方向前进”。

  并且尽管一颗超新星发出的热量可以使地球上所有的水蒸发,但按照宇宙法则来说,这样的爆发必须“就发生在地球的隔壁”。这大约距离地球0.13光年,换句话说,是与太阳系最近的候选超新星与地球距离的1/30。

  最后,在远处发生的能够剥离地球海洋的伽马射线暴的可能性几乎为零。“真的很难将一颗星球变成不毛之地。”并未参与该项研究的耶鲁大学天文学家Gregory Laughlin说。

  研究人员将目光转向了水熊虫。这些微小的水栖生物可以忍受零下272摄氏度以及150摄氏度的极寒极热温度,因此被视为当其他物种均已死亡时最有可能存活下来的地球动物。水熊虫可以在外层空间的真空环境中存活数天。它们还能承受高达6倍于海底的压力,以及数千倍于致人死亡的辐射剂量,而所有这一切多亏了一种还不为人知的机制,使得水熊虫能够修复它们的DNA。但是水熊虫如果长时间暴露在没有水的炎热和强烈宇宙辐射的条件下,或者是长时间在太空中则很难幸免于难。

  这些发现并非仅仅适用于生活在地球上的人类。这项研究的作者之一、英国牛津大学宇宙学家David Sloan表示:“它们可以用来在外星世界寻找生命。”他说:“这确实拓宽了供我们寻找生命的星球的范围。”这是因为地球上最坚强的生物(不仅是水熊虫,还有在极端条件下茁壮成长的微生物)可能会抵御各种各样的灾难,包括全球变暖或核战争等由人类制造的灾难。

  “我对生命有一种乐观的看法。”Loeb说,“它们能够在未来我们在政治中犯下的所有错误中幸存下来。”

  小行星撞击地球假说最初由美国物理学家路易斯·阿尔瓦雷茨与儿子一同提出。他们认为,6500万年前的一颗直径约为10公里的小行星与地球相撞,发生猛烈大爆炸,大量尘埃抛入大气层中,致使数月之内阳光被遮挡,大地一片黑暗寒冷,植物枯死,食物链中断,最终导致包括恐龙在内的很多动物绝灭。

作者:赵熙熙编辑:陈映彤
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