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滅絕恐龍的小行星的起源在哪里？太陽系是如何形成的？科學(xué)家都有了新答案

2024.08.23 廣東

在地球的歷史長河中，恐龍的滅絕無疑是最為引人注目的重大事件之一。大約6600萬年前，一場突如其來的災(zāi)難終結(jié)了這些史前巨獸的輝煌時(shí)代，也開啟了哺乳動(dòng)物的新紀(jì)元。長久以來，科學(xué)家們一直在探尋這場災(zāi)難的元兇，而一個(gè)普遍接受的觀點(diǎn)是：一顆巨大的小行星撞擊地球?qū)е铝丝铸埖臏缃^。然而，這顆小行星究竟來自何方，卻一直是個(gè)未解之謎。近期，科學(xué)家們通過一系列深入研究，為我們揭示了這顆小行星的神秘起源。

首先，讓我們回顧一下這場災(zāi)難性的撞擊事件。約6600萬年前，一顆直徑約10公里的小行星以極高的速度撞擊了地球，其撞擊點(diǎn)位于今天的墨西哥尤卡坦半島，形成了一個(gè)直徑約180公里的巨大撞擊坑，被稱為?？颂K魯伯撞擊坑。這次撞擊釋放的能量相當(dāng)于數(shù)百萬顆廣島原子彈爆炸的總和，瞬間引發(fā)了巨大的地震、海嘯和火山爆發(fā)。更重要的是，撞擊產(chǎn)生的巨大沖擊力將大量的巖石、塵埃和硫化物拋入大氣層，遮蔽了陽光，導(dǎo)致全球氣溫驟降，進(jìn)入了長達(dá)數(shù)年的“核冬天”。在這場災(zāi)難中，超過75%的地球生物滅絕，包括所有非鳥類恐龍。

長久以來，科學(xué)家們對(duì)這顆小行星的起源眾說紛紜。有人認(rèn)為它來自內(nèi)太陽系的小行星帶，也有人推測它可能是一顆流浪的彗星。然而，最近的研究為我們提供了全新的視角。德國科隆大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)希克蘇魯伯撞擊地點(diǎn)的巖石樣本進(jìn)行詳細(xì)的地球化學(xué)分析，特別是針對(duì)金屬釕同位素的研究，得出了令人信服的結(jié)論：這顆小行星很可能形成于木星軌道之外的太陽系外緣，屬于外太陽系的碳質(zhì)小行星。

釕是一種在地球巖石中極為罕見的金屬，但它在小行星中卻相對(duì)常見。更重要的是，釕有7種穩(wěn)定的同位素，這些同位素在不同來源的天體中具有不同的混合特征。研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)比分析希克蘇魯伯撞擊點(diǎn)遺留的釕同位素特征與過去35億年間其他8個(gè)撞擊地點(diǎn)的巖石樣本，發(fā)現(xiàn)?？颂K魯伯撞擊體中的釕同位素特征與來自內(nèi)太陽系的硅質(zhì)小行星不匹配，而與來自外太陽系的碳質(zhì)小行星高度一致。這一發(fā)現(xiàn)直接指向了小行星的外太陽系起源。

這一新發(fā)現(xiàn)不僅揭示了小行星的起源，還為我們理解太陽系形成初期的復(fù)雜動(dòng)態(tài)過程提供了重要線索。約45億年前，太陽系由分子云形成，內(nèi)部區(qū)域由于溫度過高，揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)如水難以凝結(jié)，導(dǎo)致內(nèi)太陽系小行星富含硅酸鹽礦物而揮發(fā)物含量低。相反，在更遠(yuǎn)的地方，由于溫度較低，形成的小行星則富含大量碳和揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)。因此，?？颂K魯伯撞擊體中的釕同位素特征與外太陽系碳質(zhì)小行星的匹配，進(jìn)一步支持了它在太陽系形成初期外緣區(qū)域的形成。

值得注意的是，除了?？颂K魯伯撞擊坑外，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了其他可能與這次撞擊事件相關(guān)的證據(jù)。例如，在大西洋海底，地質(zhì)學(xué)家意外發(fā)現(xiàn)了一個(gè)直徑約8.5公里的納迪爾撞擊坑，其形成時(shí)間也與?？颂K魯伯撞擊坑相近。這引發(fā)了關(guān)于是否有其他小行星伴隨撞擊的猜測。一些科學(xué)家認(rèn)為，納迪爾可能是希克蘇魯伯的伴星，它們在宇宙中結(jié)伴而行，共同撞擊了地球。

此外，還有研究提出，希克蘇魯伯撞擊體可能并非單獨(dú)行動(dòng)，而是由一次更為遙遠(yuǎn)的小行星碰撞事件引發(fā)。例如，1.6億年前運(yùn)行于火星和木星之間的兩顆小行星發(fā)生的大碰撞，可能導(dǎo)致了大量碎片飛向太陽系內(nèi)部，其中一塊最終撞擊了地球，引發(fā)了恐龍的滅絕。雖然這一假設(shè)尚未得到直接證據(jù)支持，但它為我們理解太陽系內(nèi)部的動(dòng)態(tài)過程提供了新的視角。

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