就有科学家在陨石中发现了氨基酸分子的存在,这个绝对年龄说明太阳系形成早期的流体活动可延续120

真人投注官网,南京大学地球科学与工程学院张爱铖教授和王汝成教授课题组在天体化学方向取得重要进展,相关研究成果“Young
asteroidal fluid activity revealed by absolute age from apatite in
carbonaceous chondrite”于9月29日在线发表在自然子刊Nature Communications
(2016 September 7:12844)上。张爱铖教授为第一作者和通讯作者。

可不要被他们的名字搞糊涂了。我们太阳系里的小天体们——小行星、彗星和陨石,隐藏着很多让人意想不到的事实。

金沙真人开户,近日,位于澳大利亚的雅拉布巴陨石坑吸引了科学家的目光。这个源于22.29亿年前的陨石撞击坑,很有可能埋藏着宇宙生命诞生的秘密。

流体蚀变是太阳系形成早期最普遍的过程之一。了解流体活动何时发生对揭示含水流体的来源与时空演化至关重要,并很大程度影响科学家对太阳系早期前生命有机物演化的认知。在过去四十多年内,科学家对太阳系早期流体蚀变时间开展了大量研究,但绝大多数依赖于短寿期放射性同位素定年体系(129I-129Xe,53Mn-53Cr和26Al-26Mg)获得的相对年龄。这些研究认为流体蚀变发生于太阳系形成之后的1−25
Myr时间段内,主要是由于短寿期放射性核素衰变导致水冰融化发生蚀变事件。有少数学者曾基于一些假设去尝试获得流体蚀变事件的绝对年龄,但后来发现这些假设存在很大的问题。

澳门赌场网址,小行星、彗星,包括一些由它们形成的陨石,都是46亿年前太阳系形成时的残留物。行星和卫星在几十亿年的时光中早已变得面目全非,但这些由冰块,岩石和金属构成的小天体却还保持着最初的样子,所以它们称得上是行星进化史上的活化石。

根据最新的陨石测定,雅拉布巴成为了地球上已经发现的近200个撞击坑中最古老的一个。更为特别的是,它的年龄恰好与地球早期的“雪球地球”时期相匹配。科学家推测这一次撞击可能使当时厚厚的冰层蒸发,释放出大量水蒸气到达平流层,造成了强大的温室效应,“解冻”地球,为生命的诞生创造“温床”。由此,科学家不禁联想,小行星撞击是否是生命的起源?我们是否可以通过这种“迹象”寻找地外生命?

恒利真人开户,地科院张爱铖教授在研究一块来自小行星带外缘天体的球粒陨石样品时,观察到了大量磷灰石颗粒。他们通过详细的矿物学和微量元素地球化学研究,揭示了DaG
978中的磷灰石是流体蚀变成因的,不同于常见的热变质成因磷灰石。通过与中科院地质与地球物理研究所的年代学专家合作,张爱铖教授使用先进的离子探针测试了这些磷灰石的U-Pb同位素体系,从而获得了磷灰石的绝对年龄为4450
Ma。这是太阳系早期流体活动的第一个有效绝对年龄。不同于前人相对年龄的结果,这个绝对年龄说明太阳系形成早期的流体活动可延续120
Myr左右,而不是只持续25 Myr左右。

金沙真人开户 1

化学元素:宇宙生物信息的“包裹”

金沙真人开户 2

目前已知的小行星数目为791,384颗,已知的彗星数目为3,559颗。

金沙真人网上开户,对于陨石化学元素的测定让我们可以判断这次陨石撞击的时间。除此之外,某些陨石中甚至携带着一些“生命信息”,为科学家提供了一种生命诞生的全新思路。此前,就有科学家在陨石中发现了氨基酸分子的存在,这种地球生命的基础很可能指向了地外生命存在的可能性。因此,对于陨石年龄、成分的判定就变得尤为重要。

澳门赌场网站,图1. DaG 978陨石中独特产状的磷灰石颗粒

在太阳系诞生伊始,像地球,木星这些行星还未出现之时,一团巨大的尘埃气旋环绕着初生的太阳。在这团盘状的气旋中,尘埃颗粒相互碰撞结合,形成更大的石块,直到它们成为庞然大物。随着这个过程不断地进行,这些尘埃石块最终形成了我们太阳系中的行星。

对于岩石年龄的测量,科学家一般采用同位素测年法,即利用放射性元素核衰变规律测定地质体的年龄。“当岩石和矿物中含有的放射性同位素物质形成后,与周围环境隔绝的放射性同位素(母体)不断地衰变而减少,衰变产生的稳定同位素(子体)在该物体中相应积累而增加。”中国地质大学行星科学研究所教授肖龙在接受科技日报记者采访时表示,科学家可以通过测定这些物体中同位素母体和子体的含量,根据放射性衰变定律计算出该物体的年龄。这是因为每一种放射性同位素都具有恒定的衰变速度。

金沙真人开户 3

金沙真人开户 4

另外,各种放射性同位素的半衰期变化范围广,如一些长寿的放射性同位素铀、钍、钾等的半衰期很长,与地球年龄处于同一量级,即可用于测定地球早期的地质事件年龄,而短寿的放射性同位素如14C等可用于近代地质事件过程的测年。

真人游戏平台,图2. DaG
978中磷灰石显示了Eu的正异常,说明不存在与其他矿物的热平衡,揭示了流体交代成因

而太空中还有数以亿计碎块没能成为行星,它们从成型到现在的46亿年间,几乎没有发生任何的改变。这些彗星、小行星,包括一些陨石仍保持着原始淳朴的面貌,向人类讲述着初生太阳系的故事,揭示着生命起源的秘密,刻下我们世界诞生的大事记。它们提供了地球上水和生命原材料来源的线索。

位于澳大利亚西部的雅拉布巴陨石坑形成时间非常长,因此科学家选择使用撞击作用形成时含有较多U、Th和Pb的锆石矿物来定年。在实际测年时,还需要确定这些锆石是撞击作用时形成的,这样的测年结果才有意义。研究人员在撞击产物中,发现了由撞击作用产生的高温事件,导致早期形成的锆石发生了熔融和重新生长,即在早期锆石周边发育有撞击引起的生长边。“这个生长边就构成了撞击作用的计时器,然后再采用常规的U-Th-Pb法对边缘锆石进行定年,从而获得了准确的撞击时间——22.29亿年前。这一结果也证明了,这是目前地球表面已经发现的最古老的撞击坑。”肖龙说道。

金沙真人开户 5

金沙真人开户 6

时间的巧合:“雪球”可能是生命的起点

图3. DaG 978陨石中磷灰石的定年结果

无人探索

科学家研究发现,地球历史上可能出现过两次“雪球地球”事件,一次发生在24.5亿—22.2亿年前,另外一次是在距今约8亿—5.5亿年前。雅拉布巴陨石坑的定年结果,刚好与早期“雪球地球”事件快要结束的时间相当,因此部分科学家提出,这次撞击可能导致了覆盖在地球表面的大量冰雪融化,从而结束了“雪球地球”事件。

2015年,国外行星科学家基于年代学统计结果,通过理论模拟研究提出地月系统形成时抛出的大量碎块,这些碎块撞击了内太阳系天体和主小行星带内缘天体。根据磷灰石年龄与前人年代学统计峰值非常好的吻合程度,这篇论文提出DaG
978磷灰石记录的这次流体活动很可能与地月系统形成时产生的大量抛射物撞击小行星有关。部分抛射物撞击了DaG
978母天体导致地表或次地表水冰融化,从而产生流体活动和蚀变事件的发生。该解释说明了形成地月系统的大撞击事件不仅影响了内太阳系和小行星带内缘的天体,也影响了小行星带外缘甚至外太阳系的天体。这对构建太阳系天体的动力学演化模型有重要指示意义。

NASA的无人太空探测器让我们能够近距离造访彗星、小行星和矮行星,甚至还能带回可供研究的样本。我们正在逐渐摸清这些天体的外形、组成成分和它们形成的原理。

所谓“雪球地球”,就是全球冰冻现象。指的是地球表面从两极到赤道全部被结成冰,地球被冰雪覆盖,变成一个大雪球。这个概念最早是在20世纪90年代初由美国科学家约瑟夫·科什文克提出。在“雪球地球”事件发生时,由于几乎全球都被冰冻且缺氧,因此有人推断当时的地球不利于生命的生存和繁衍。

本工作是与中科院地质与地球物理研究所及日本北海道大学合作的研究成果。该项目得到了国家自然科学基金项目和中央高校基本业务费的经费支持。

金沙真人开户 7

时间上如此的巧合让科学家不禁怀疑,正是此次撞击事件改变了地球对于生命的“苛刻”条件,大量冰雪消融为生命的诞生塑造了一个温暖的环境。事实上,许多陨石中包含的生命因素、陨石撞击对于星体环境、气候的影响也似乎可以从侧面证明,小行星撞击很有可能是包括地球在内的,许多天体生命诞生的起源。只不过与“雪球地球”事件一样,因为年代的久远,我们缺乏足够有效的证据来验证这一观点。对于我们研究其他天体而言,“雪球地球”恰如其他宇宙星体的缩影,很可能包含着其他星球上生命诞生的“证据”,对于此次小行星撞击与“雪球地球”结束之间相关性的研究,能够进一步帮助我们看清地外生命存在的蛛丝马迹。

(地球科学与工程学院 科学技术处)

生命的原材料?

对第二次“雪球地球”事件的研究相对较多,已经提出了多种假说和模型来解释这次“雪球事件”的形成和结束。有学者认为,在距今8亿年前左右,地球内部的岩浆活动导致了大规模的火山喷发,喷发的尘埃产物占据了大气层,起到了对阳光的阻挡作用,从而形成了所谓的“火山冬天”,并导致“雪球地球”的形成。相应的,“雪球地球”也随着“火山冬天”效应减弱而结束。

彗星和小行星很可能给地球带来了一部分的水和一些形成生命的复杂化学反应所必须的物质。

希望种子:星际空间的播撒与“消毒”

金沙真人开户 8

小行星撞击也被认为是导致“雪球地球”结束的原因之一。小行星撞击地球时会释放大量热量,导致地球表面的冰雪融化。

在星尘号任务带回的彗星尘壤中,科学家发现了一种氨基酸——甘氨酸。甘氨酸是生物合成蛋白质的原料之一。这个发现支持了部分的生命原料形成于太空并通过流星和彗星的撞击来到地球的理论。

小行星撞击与地球解冻的关系虽然在理论上很容易理解,但是要去科学证明二者的关系,还需要大量的研究。在肖龙看来,澳大利亚雅拉布巴陨石坑的形成,尽管在时间上与第一次“雪球地球”事件的结束时间较为吻合,但目前还不能确定二者之间的因果关系。这次撞击事件毕竟不是很大,导致撞击点附近局部的解冻是完全可能的,但能否导致全球性的解冻,是值得商榷的。如果要进一步检验二者的因果关系,除了事实证据外,还需要通过数值模拟和理论计算等方法,来探讨其可能性。

科学家沿着太阳系形成早期的线索,像侦探一样,一步一步拼凑出了我们生命起源的真相。我们掌握的这些经验,会让我们更好地了解其他的恒星系和那里生命发展的情况。

小行星撞击地球是“常事”。一般我们想到的结果都是对地球造成灾害性影响。实际上,小行星撞击地球,也会对地球环境、资源富集以及生命的形成与演化起到积极的作用。

金沙真人开户 9

假设从解冻“雪球地球”的角度来看,小行星撞击地球会导致冰雪融化,环境温度升高,有利于生命的生存和繁衍。如果追溯到地球生命起源的话,小行星撞击给地球带来生命之源,也是可能的。

未来的资源

众所周知,我们至今还无法准确地回答地球生命是如何产生的,也就是说,我们并不能确定地球生命的来源。作为生命起源的假说之一,“泛种论”认为,宇宙空间布满了形成生命希望的种子,这些种子会通过天体之间的撞击,在星际空间传播,然后在合适的环境下不断演化和进化。当然,这还是一种假说。科学家曾对一块火星陨石进行研究,发现了疑似生物化石的结构,一度被认为是找到了火星生命的迹象,但后来也不断传出质疑的声音。

我们探索这些小世界还出于另外的原因:理解存在于太阳系中的风险与资源。这两者对于探索太空的人类来说意义很大。那么,当我们离开母星,向着外太空进发时,会遇到什么样的挑战呢?

同样的道理,地球上的生命也有可能会被带到其他天体上。科学家已经在月球上找到了来自地球的陨石,其他相邻天体上自然也不能排除这种可能。这些来自地球的“礼物”可能就带着地球的生命。但是,由于撞击作用的能量非常巨大,撞击到其他天体表面时的高温事件,会对“礼物”进行“消毒”,因此表层的生命是难以得到保存的,但不能排除内部仍然保留有生命信号,并且在合适的条件下复活。这些都是天体生物学家研究的内容。

我们能不能找到全新的原材料和那些地球上已知的自然资源?人类是不是能够在未来把小行星或彗星当做燃料加油站?说不定我们还能在太空中找到新能源来保护我们的环境。

金沙真人开户 10

避免潜在的撞击

太阳系内小天体的撞击,既是生命萌芽的契机,也是能够摧毁它们的天灾。在宇宙中,这样的撞击是和下雨一样普通的自然现象,不过在太阳系形成的早期,撞击发生的频率比现在要频繁得多。科学家们认为这些游离的天体碎石曾经猛烈地撞击过地球,并在地球的演化过程中充当了重要的角色。

如今科学家正在寻找那些有着不寻常轨道,会接近地球和太阳的彗星和小行星。虽然说它们中的大多数并不会威胁到地球的安全,但我们对它们了解得越多,我们就能越充分得准备应对它们的方法。如果有一天它们出现在地球的轨道上,了解他们的尺寸、形状、质量、构成和结构能够帮助我们找到让它们偏离轨道的最佳方案。而那些针对彗星和小行星的任务,能够为我们提供它们结构和构成十分有价值的信息,以便科学家评估出对付这些潜在天灾的措施。

金沙真人开户 11

对于那些突然出现的具有潜在危害性的近地天体,我们会用更多的时间去研究它们的应对方案。NASA创建于1998年的近地天体项目(Near
Earth Object
Program)致力于用NASA赞助的经费去发现,追踪和归类那些可能撞击地球,具有潜在灾害性的小行星和彗星。参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

  1. solarsystem

如有相关内容侵权,请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

相关文章

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

网站地图xml地图