一次小行星碰撞或曾震动地球火星与月球

天文online

08-05 22:28 来自北京

🌌 小行星碰撞事件或能震动地球、火星及月球

由西南研究院主导的一项研究将主小行星带中一次特定的小行星碰撞与太阳系内部范围的轰击事件联系起来，该事件可能对地球和火星产生了可测量的生物和地质影响。这项研究将尤拉莉亚母体的灾难性破裂与8亿年前撞击月球和类地行星的撞击雨联系起来。

图片来源：西南研究院唐戴维斯

✨一颗破碎的小行星可能引发了一场持续很久的宇宙撞击，在太阳系内部留下了疤痕，还可能改变了地球的历史。

一次剧烈的小行星碰撞可能在约8亿年前引发了一股碎片浪潮席卷内太阳系，可能影响了地球、月球和火星。

由西南研究院主导的一项新研究将那次古老的撞击事件与尤拉莉亚母体的破裂联系起来，尤拉莉亚母体是火星和木星之间主小行星带中的一个大型天体。研究人员称，这次碰撞可能产生了大量碎片，这些碎片后来穿过了类地行星的轨道。

这一事件可能有助于解释月球上记录到的同期大型撞击事件的神秘增加。它也可能对地球产生了更广泛的地质和生物影响，尽管来自如此古老时代的直接证据难以保存。

🔬古代撞击如何可能塑造了生命

撞击在塑造太阳系生命起源和演化过程中所扮演的角色目前仍知之甚少，科罗拉多州博尔德市西南研究院（SwRI）太阳系科学与探索部门的执行董事威廉博特克博士说。他还领导着月球起源与演化中心（CLOE）——这是西南研究院在NASA太阳系探索研究虚拟研究所中的团队——同时也是描述这项研究的论文的主要作者。月球表面布满陨石坑，这提醒着我们地球过去曾经历过大型撞击，但到目前为止，只有6600万年前的希克苏鲁伯撞击事件被明确与生命的特定影响联系起来，即恐龙的大规模灭绝。

希克苏鲁伯是撞击改变地球生命的最著名例子。那颗小行星撞击了现在墨西哥附近的区域，并引发了与非鸟类恐龙灭绝相关的环境变化。

研究人员怀疑其他撞击事件也可能影响了地球的气候、地质和生物。随着科学家追溯的时间越来越久远，证明这些联系变得愈发困难。

🌍为什么地球上最古老的陨石坑如此难以找到

地球不像月球那样能整齐地保存其表面。板块构造运动不断移动和循环地壳的部分区域，火山创造新的地形，而侵蚀则逐渐清除较古老的地貌。

因为这种持续的更新，超过6.5亿年的撞击地质证据特别难以识别。许多古老的陨石坑可能已被掩埋、变形或破坏。

月球提供了一个稳定得多的记录。由于没有板块构造、流动的水或浓厚的大气层来抹除其特征，它的表面保留着数十亿年前撞击留下的疤痕。

这些罕见事件由主小行星带中大型且位置合适的碰撞引发，会轰击内太阳系的所有天体，博特克说。因此，月球静态表面上保存的证据可以用来推断地球和火星在古代发生过什么。

🔍来自阿波罗撞击玻璃的线索

此前的研究表明，月球在历史上的某个时期经历了大型撞击事件的显著增加。证据部分来自对陨石坑年龄的估算，以及阿波罗任务期间收集到的撞击玻璃。

冲击玻璃是在碰撞能量几乎瞬间熔化岩石时形成的。熔融物质随后冷却硬化，保留了一个时间印记，科学家可利用该印记估算撞击发生的时间。

尚未解决的问题是，造成这一明显峰值的物体来自何处。

博特克说：我们的宇宙法医团队利用碰撞和动力学模型，将这些现象与欧拉利亚小行星家族的形成联系起来——当时一个类似原始碳质球粒陨石的天体与另一个天体发生了碰撞。母小行星的位置是关键——它在与木星形成3:1平均运动共振的边缘发生了破裂。

碳质球粒陨石是原始的富碳太空岩石，含有太阳系形成时遗留下来的物质。小行星家族是一群轨道相似的碎片集合，因为它们起源于一个较大母体的破裂。

🪐木星的引力逃逸路线

尤拉莉亚母体似乎已在一个被称为J3:1共振的特别重要的轨道区域附近破碎。

在这种构型下，木星每完成一次轨道运行，一颗小行星就会绕太阳运行三次。这颗巨行星反复的引力牵引会破坏小行星的轨道稳定性，最终将其推出主小行星带。

这使得J3:1共振成为一种引力逃逸通道。一旦物体进入该通道，它们的轨道就会转移到与地球、火星及其他行星轨道相交的区域。许多近地小行星被认为曾经过小行星带的这一区域。

研究人员的模拟表明，大约一半的欧拉利亚碎片几乎立即进入了共振状态。这会将大量岩石碎片送入内太阳系，并大幅增加月球和类地行星受到的撞击次数。

⏳持续数百万年的轰击

碎片的最初涌流可能并非该事件的终结。模型表明，在随后的1亿至1.5亿年间，另有25％的碎片逐渐进入了J3:1共振。

这种较慢的迁移由亚尔科夫斯基效应驱动，这是一种由热量引起的微弱力。小行星吸收阳光，之后以红外辐射的形式释放这些能量。这种不均匀热辐射产生的微小推力会在极长的时间内逐渐改变该天体的轨道。

尽管这种力极其微弱，但它仍能推动小型小行星移动足够远的距离，使其进入与木星的强共振状态。从那里，它们可能会被重新引导至内太阳系。

研究结果表明，尤拉莉亚母体的破裂似乎可以解释月球上约8亿年前形成的陨石坑数量增加的现象。这一事件也可能使地球和火星遭受了长期的撞击。

估计表明，每有一个大型天体撞击月球，地球就会被大约二十个大小相似或更大的天体撞击。地球作为目标的体积大得多，且引力更强，因此更容易发生碰撞。

🌏🪐对地球和火星可能产生的影响

拟议中的撞击事件的发生时间尤其令人感兴趣。其高峰期似乎与地球广泛降温以及生物圈（即全球所有生物有机体和生态系统的集合）发生重大变化的时期重叠。

这种重叠并不能证明这些撞击导致了那些变化。不过，它提出了一种可能性，即反复的碰撞可能影响了大气、气候、海洋或生物进化。

博特克说：鉴于这次撞击潮的高峰与一个广泛降温及生物圈发生重大变化的时期相重合，人们很容易认为前者导致了后者。在火星上，这些撞击本会引发大量地震震动事件，并且在时间上可与火山活动的激增相关联。这些情况共同展示了主小行星带的某些灾难性碰撞如何可能对类地行星的历史产生深远影响。

火星上的重大撞击本会产生类似超强地震的强烈地震波。研究人员还发现，撞击发生的时间可能与火山活动加剧的时期重合，这表明此类撞击可能对火星表面以下的深处产生了影响。

综合来看，这些发现让我们更全面地了解了小行星带中的一次碰撞可能如何影响了多个星球。一个位于引力通道附近的破碎小行星可能曾将碎片散布到内太阳系，在月球上留下了持久的痕迹，并可能改变了地球和火星的地质及生物历史。

参考文献10.3847/PSJ/ae74cc