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超新星爆炸导致地球生态变异和癌症风险提高,非洲古猿或因此开始直立行走

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DeepTech深科技 2021-07-23 10:25

刘慈欣的长篇科幻小说《超新星纪元》讲的是距离太阳系 8 光年的一颗超新星爆炸,其爆炸后产生的冲击波(高能粒子)经过 8 年的飞行抵达地球造成全人类受到辐射的故事。如果现在告诉你,这不再是小说情节并有可能正在发生,会有何感想?

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(来源:电影截图)

大约 250 万年前,星空中突然出现一个异常明亮的旋螺状光点,这引起了非洲古猿的注意。而这种现象是由距离地球约 150 光年外的一颗超新星爆炸引起的,经过几百年,那颗因恒星大爆炸产生的 “爆炸冲击波” 已抵达地球,并形成看不见的 “能量炮弹”,影响着地球的生态环境。

来自美国华盛顿大学(University of Washington)的天体物理学家布莱恩・托马斯(Brian Thomas)表示:“在爆炸大约 500 年后,由超新星爆炸所产生的辐射性物质抵达地球并像雨点般洒落在陆地海洋中。这或许影响了人类祖先的繁殖、觅食等行为模式。除此之外,由于辐射原因,包括人类祖先在内的地球生物可能面临着癌症发病率上升的问题。”

当非洲古猿还在以四肢爬行生活时,地球陆地被大约三分之二的森林所覆盖。但由于超新星爆发的能量破坏了地球大气结构,大气中电子雪崩现象而引起全球范围内的雷击激增,最终导致灾难性的全球森林火灾。

此后,茂盛的热带森林被烧焦的土地取代,为了适应新出现的大陆平原和抵抗掠食者等,人类祖先逐步解放双手,渐渐演变成直立行走。

(来源:Pixabay)

为证实这种想法,堪萨斯大学(University of Kansas)的物理学与天文学荣誉教授艾德里安・梅洛特 (Adrian Melott) ,通过研究地球数百万年前的陆地底层和大西洋底古代沉积物,发现存在全球性的烟尘沉积物和木炭。

此外,该研究团队还在海底古代沉积物中发现了铁元素 - 60(60Fe),这种被称为铁元素 - 60 的元素相比于地球常见的 - 56 铁元素(Ferrum)要多出 4 个中子,而就是这额外多出的分子可以使其产生放射性核素。

梅洛特对此表示:“这种同位素只会在超新星中产生,地球不会自然产生出这种元素。由于铁 - 60 带有放射性,如果是在地球内部形成的,经过长时间肯定会自然消失。因此,它们一定是像雨水一样降落在地球的。除此之外,这些宇宙射线含有巨大能量并有一定渗透性,一旦数量剧增便会提高变异和癌症风险等。据我们研究,与人类体型相似动物的癌症风险将提高 50%,体型越大,风险越高。因此,在当时大象和鲸鱼等大型动物成为高危群体。”

此外,梅洛特团队通过研究还发现,早在 1000 万年前地球上已经出现铁元素 - 60,而在 260 万年前,地球上的铁元素 - 60 处于峰值。梅洛特说:“我一直进行这方面的研究,前后持续了大约 15 年。过去,我们的研究一直立基于对宇宙的基本认知,即超新星会在某个时刻对地球产生影响。这一次的情况不同,我们可以证明在特定时间里,地球附近曾发生一场超新星爆炸。我们知道它距地球多远,并能计算出它如何影响地球。”

图 | 超新星 (来源:Pixabay)

虽然超新星被称为 “新星”,但其实它是一颗存在很久且质量很高的恒星即将走向生命终点(爆炸)的过程。

超新星爆发只会在质量至少是太阳 10 倍以上的恒星中发生,当恒星的核能量消耗殆尽时,这颗巨大的天体在一秒内将释放超过太阳百亿倍的能量,从内部以光速向外爆发,这时,银河系中全部恒星与它相比都将黯然失色。

这种爆炸如果发生在地球周边,我们将看到天空中彷佛有两个太阳,并且,30 光年以内的一切会被其爆发的能量灼烧殆尽。而幸运的是,在接下来大约的 100 万年里,只有距离地球 652 光年的 “参宿四” 有可能会产生超新星爆发。不过,以目前这么远的距离来看,对地球的影响将微乎其微。

不过,在 2019 年南极的积雪中,澳大利亚国立大学 (Australian National University in Canberra) 的物理学家多米尼克・科尔 (Dominik Koll) 同样发掘出铁元素 - 60。

对此,慕尼黑工业大学(Technische Universität München, TUM)的物理学博士冈瑟 - 科尔彻奈克(Gunther Korschinek)表示:“尽管几百万年前的超新星爆炸余威应该早已扫过地球,但它们吹出的原子雨很有可能仍在继续。”

通过对比近 20 年南极覆盖的新雪和铁元素 - 60,科尔彻奈克认为,南极提取到的铁元素 - 60 原子很有可能是过去 20 年内洒落至地球的。

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