太阳系曾被“轰炸”

发生时间关乎地球生命起源

张  晔

2020年11月03日  来源：科技日报

过去，科学家普遍认为在约41亿至38亿年前，太阳系内侧的水星、金星、地球、火星和月球经历了一段被彗星和小行星强烈轰炸的时期，这一时期被称为晚期重轰炸期。

11月1日，一项最新发布的研究表明，晚期重轰炸期发生的时间比想象的要更早、强度更低、持续时间更长。这项发现可能会影响有关早期地球生命起源的理论。

40多亿年前太阳系惨遭“轰炸”

晚期重轰炸期的发现最早始于1969年的“阿波罗”号登月。“阿波罗”号登陆的地点在“宁静海”南部。所谓的“海”，其实就是陨石撞击月球以后，月球地壳破碎，岩浆大面积溢出并冷凝形成的平原。科学家通过对“阿波罗”号采集的月海岩石样本成分分析发现，月球曾遭遇彗星和小行星的强烈轰击，并且通过对岩石样本同位素测年，认为该时期距今约41亿至38亿年。大量的彗星和小行星轰击在月球表面形成了大量的陨石坑，因此晚期重轰炸又被称为月球灾难。

后续研究表明，该轰炸事件并不是孤立发生的，它普遍存在于太阳系内部甚至是地球上。

然而，此次研究可能将晚期重轰炸时间提前至距今约41.5亿到44亿年前。研究人员对地球上的陨石研究发现了灶神星在41.5亿到44亿年前被多个天体撞击，表明了晚期重轰炸期发生的时间比想象的稍早、强度较低，但持续时间也较长。

为何地球上的陨石能够证明灶神星在41.5亿至44亿年前曾被撞击呢？科学家又如何确定该陨石就是撞击灶神星的陨石呢？

中国科学院紫金山天文台研究员季江徽对科技日报记者说：“陨星在撞击行星表面时，会发生剧烈爆炸并在原地留下深坑，爆炸会产生大量陨石碎物质飞溅，一些陨石碎片会继续在宇宙空间中‘旅行’，经过若干万年后，机缘巧合下落在地球。”

研究人员通过对陨石的一系列测定，发现该陨石是属于HED陨石中的一种。HED是古铜钙无粒陨石（Howardites）、钙长辉长无粒陨石（Eucrites）、古铜无球陨石（Diogenites）3种类型陨石的简称，它们都被认为是来自灶神星的地壳。“3种陨石的差异只在于来自不同地质历史时期的母岩石。”季江徽告诉记者。

地球生命起源理论或将改写

“晚期重轰炸期的提前，将会影响地球生命起源的理论。”季江徽表示，传统地球生命起源理论主要分为宇宙生命说和化学起源说。

化学起源说认为地球上的生命是在地球温度逐步下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步步演变而成。学界普遍认为其主要分为四个阶段：一是从无机小分子生成有机小分子的阶段，即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的；二是从有机小分子物质生成生物大分子物质；三是从生物大分子物质组成多分子体系；四是有机多分子体系演变为原始生命。

宇宙生命说认为，地球上最早的生命或构成生命的有机物来自宇宙中其他天体或星际尘埃——某些微生物孢子可以附着在星际尘埃颗粒上而落入地球，从而使地球有了初始的生命分子。

地球在晚期重轰炸期时遭遇彗星和小行星强烈轰击，形成大量撞击坑。在遭遇轰击的同时，彗星和小行星或能将某些微生物孢子带入地球，从而使地球有了生命起源。季江徽介绍说：“晚期重轰炸的提前，表明微生物孢子进入地球的时间也可能会提前，从而改变传统理论对地球生命起源时间的认知。”

为何月球遭遇轰击时留下大量撞击坑，而地球却没有呢？季江徽表示：“地球具备风、水、土三大‘填坑高手’。”风力的搬运运动携带着大量泥沙，地球自身的火山和地震等地质活动，都有可能将晚期重轰击所产生的陨石坑慢慢填平。与地球相比，月球质量较小，导致月球引力难以留住水、大气，缺乏地质活动所必须的能量，所以月球具备保留撞击坑的天然条件，月球存在大量撞击坑也就不足为奇了。