周一发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)的研究文章说,在30 多亿年前,一颗巨大的太空陨石(代号S2),约有四座珠穆朗玛峰那么大,撞击在南非,造成早期地球环境迅速剧变,加速了生命的形成。此撞击并不像6600 万年前,宽达10 公里的Chicxulub小行星陨石撞击墨西哥尤卡坦半岛海岸,导致恐龙灭绝的后果。
发表此研究的哈佛大学地球与行星科学助理教授纳贾·德拉邦 (Nadja Drabon) 表示,太古时代的地球几乎是一个水世界,仅有几个突出水面的岛屿。据估计,直径超过10 公里的 “巨型岩石体” 至少每 1500 万年撞击一次地球,那么在太古时代( 40 亿年前到 25 亿年前),地球至少有 16 次被巨型陨石撞击。研究人员在南非 Barberton Makhonjwa 山脉的岩石中找到了发生在 36 亿至 32 亿年前的八次大型撞击事件的地质证据。
S2 陨石的质量估计是Chicxulub 小行星陨石的 50 到 200 倍。当时地球上还没有出现复杂的生命,只有细菌和真菌的形式存在的单细胞生命。海洋中可能也存在一些生命,但缺乏营养,因此太古时代的地球海洋也被描述为“生物沙漠”。
当 S2 陨石撞击到地球时,撞击面积直径在37 到 58 公里之间。这样的撞击结果迅速而猛烈,数小时内,撞击后注入大气中的尘埃在使天空变暗,即使在地球的另一侧也是如此。大气层升温,厚厚的尘埃云阻止了微生物吸收阳光能量。任何陆地或浅水区的生命都会立即感受到这种不利影响,并且这些影响持续几年到几十年。撞击形成大量小而圆的颗粒,呈现玻璃状或结晶状,沉积在岩石中,这些“小球粒"的微小颗粒被取下来送回实验室进行了研究分析。
撞击发生后,海啸迅速席卷全球,撞击产生的能量极为强大,以至于将海洋的表层蒸发。当海洋表面沸腾和蒸发时,它们会形成盐,在实验室中从岩石中分布的盐可以推测当时的海啸。海啸搅动了铁等元素并将它们从海底带到了地表。与此同时,海岸附近的陨石撞击残骸由于侵蚀最后都融入大海并释放出磷。实验室分析显示,在撞击后以铁和磷为食的单细胞生物数量立即激增。最终,雨水将之前蒸发的海洋表层返回地球表面,尘埃落定,地球上的生命迅速恢复并在新的营养环境下蓬勃发展。
S2陨石撞击 和 Chicxulub 小行星撞击产生完全不同的后果,这是因为地球被撞击时所处的历史阶段不同,以及撞击地点不同。因为Chicxulub 小行星陨石撞击点是地区是碳酸盐地带,导致硫磺释放到大气中,并形成气溶胶,全球表面温度急剧、极端地下降,致使生物灭绝。虽然两种撞击都导致了大量死亡,但一旦海洋重新填满并且尘埃落定,浅水区中耐寒、依赖阳光的微生物则迅速恢复。