科學(xué)家提出警示———
宇宙探索熱一波接一波,先是“炮轟”彗星,接著是“發(fā)現(xiàn)”號(hào)發(fā)射,不久會(huì)是中國“神六”上天。在不斷進(jìn)入宇宙未知領(lǐng)域的同時(shí),科學(xué)家也提出了最新的警示。最近一期《新科學(xué)家》報(bào)道了地球生命將會(huì)面臨的5大宇宙威脅,并對(duì)威脅程度進(jìn)行了分析。
超新星
銀河系中有上千億顆恒星,它們隨時(shí)會(huì)滅亡,但每隔幾十年,一顆特別大的恒星就會(huì)誕生。不到一秒鐘,就有一顆恒星核瓦解,事實(shí)上是相互碰撞。產(chǎn)生的量子力將周圍的物質(zhì)向外排斥,造成大爆炸,這就是超新星。
當(dāng)爆炸發(fā)生時(shí),放射性同位素和自由電子向四面八方噴射,它們的能量又會(huì)產(chǎn)生X射線和伽馬射線。這些高能量粒子雨或者說是“宇宙射線”會(huì)對(duì)地球產(chǎn)生巨大的影響,如果爆炸發(fā)生在離我們200光年以內(nèi)的地方,就會(huì)對(duì)地球生命造成實(shí)質(zhì)性的威脅。
加拿大渥太華
大學(xué)的科學(xué)家沙韋夫和同事韋澤發(fā)現(xiàn),地球氣候歷史上的寒冷期與襲擊地球的宇宙射線量增高有關(guān)。他們聲稱,這些宇宙射線就來自附近的超新星,從而造成了地球的“冰室”時(shí)代。
大約每1.5億年,地球就會(huì)進(jìn)入銀河系的螺旋臂,遇到一個(gè)“冰室”時(shí)期,地球上的冰就會(huì)非常多,也非常寒冷。
★威脅程度
每1.5億年就會(huì)進(jìn)入銀河螺旋臂,地球進(jìn)入“冰室”時(shí)代,超新星會(huì)對(duì)地球上的生命造成最大的威脅。大分子云
進(jìn)入銀河系的螺旋臂會(huì)誘發(fā)更多的危險(xiǎn):密集的氫氣云,也就是大分子云。
美國科羅拉多大學(xué)亞歷克斯·巴甫洛夫和他的同事們相信,這樣的云層會(huì)導(dǎo)致地球上的生物大滅絕,甚至?xí)尩厍虺蔀橐粋€(gè)“雪球”,整個(gè)地球被冰層覆蓋。
巴甫洛夫和他的同事計(jì)算出,最厚的云層可以將地球的大氣層用塵埃塞滿,遮擋住陽光,將地球送進(jìn)一個(gè)冰冷的失控狀態(tài)。正常情況下,大氣層會(huì)在太陽風(fēng)的壓力保護(hù)下免受宇宙塵埃的侵襲,太陽風(fēng)是來自太陽的熱離子流,可是高密度的云層會(huì)平息太陽風(fēng),使地球暴露在星際塵埃中。
科學(xué)家計(jì)算,在20萬年里,分子云將會(huì)把地球帶入寒冷期,氣溫會(huì)迅速下降,地球被冰包圍著。
另外,快速移動(dòng)的氫核子也和宇宙射線一樣有危害。巴甫洛夫說,即使塵埃不能到達(dá)大氣層,宇宙射線也能夠進(jìn)入大氣層,破壞上面的臭氧層。地球通常由其磁場(chǎng)保護(hù),免受宇宙射線的危害,但當(dāng)分子云與周期性的磁場(chǎng)逆轉(zhuǎn)———這時(shí)的磁場(chǎng)非常弱———一起作用的話,宇宙射線就會(huì)大量涌向地球。分子云與磁場(chǎng)逆轉(zhuǎn)一起會(huì)使臭氧的總量下降至少40%,這足以讓大量的紫外線到達(dá)地球表面,引起大規(guī)模的生物滅絕。
★威脅程度
地球每10億年遭遇一次被冰川作用襲擊的危險(xiǎn),每3000萬年經(jīng)歷更多的影響較小的寒冷氣候襲擊。彗星和小行星
在冥王星之外,太陽系的邊緣,運(yùn)行著一個(gè)由冰塊組成的球形云,被稱為奧爾特云。奧爾特云的重力平衡經(jīng)常被打破,這樣一塊或更多的冰塊就會(huì)像彗星一樣向太陽系內(nèi)部掉落,有可能撞擊地球。
離我們更近的地方,在太陽周圍的軌道上有許多小的巖石小行星,如果它們的軌道與地球軌道交叉,它們就會(huì)以極大的力量撞向地球。墨西哥尤卡坦半島上的那個(gè)有6500萬年歷史的隕石坑就與恐龍的滅絕相吻合。發(fā)現(xiàn)這個(gè)隕石坑的加拿大卡爾加里大學(xué)的艾倫·希爾德布蘭德說:“如果像尤卡坦半島這樣的碰撞再次發(fā)生,我毫不懷疑我們的文明將會(huì)被毀滅?!?br>
那么再次發(fā)生類似的碰撞的幾率有多大呢?希爾德布蘭德說,大約1億年發(fā)生一次,但要引起6500萬年前那樣規(guī)模的滅絕,那就必須擊中碳酸鹽和硫酸鹽巖石,這種巖石只覆蓋地球的2%。碰撞產(chǎn)生的熱量將會(huì)使巖石蒸發(fā),將大量的二氧化碳和二氧化硫排向大氣,造成巨大破壞。
在我們的地球繞銀河系旅行的過程中,地球也上下移動(dòng),這個(gè)周期約3000萬年,在這個(gè)過程中,地球容易與奧爾特云和彗星相撞。我們現(xiàn)在需要密切關(guān)注的是小行星,美國宇航局在加利福尼亞的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家唐·約曼斯說:“目前,彗星撞擊地球的可能性只有1%,另外的99%是近地球的小行星?!?br>
★威脅程度
地球被彗星和小行星撞擊的威脅每1億年發(fā)生一次,小的碰撞更頻繁。伽馬射線爆發(fā)
地球所面臨的危險(xiǎn)并不是全部來自我們通過銀河系的螺旋臂造成的。上世紀(jì)60年代末,美國用裝備有伽馬射線探測(cè)器的軍用衛(wèi)星監(jiān)視前蘇聯(lián)進(jìn)行的核試驗(yàn),但令人意外的是,探測(cè)器沒有收到來自地球的信號(hào),反而收到了來自外層空間的短而強(qiáng)烈的信號(hào)。幾十年后,天文學(xué)家猜測(cè),這種信號(hào)是來自一個(gè)特別大的超新星引起的,它引起伽馬射線爆發(fā),伽馬射線爆發(fā)會(huì)比普通的超新星明亮約100倍,因?yàn)閺难杆贇绲男切抢飮娚涑鰪?qiáng)烈的伽馬射線和宇宙射線。
普通的超新星在宇宙中是比較普遍的,但據(jù)美國堪薩斯大學(xué)的布賴恩·托馬斯認(rèn)為,伽馬射線爆發(fā)比超新星給地球生命造成的威脅更大。他們計(jì)算出,如果在離地球6000光年的范圍內(nèi)發(fā)生伽馬射線爆發(fā),將會(huì)使地球喪失約35%的臭氧層,這比紫外線對(duì)生命的危害大3倍。盡管這種爆發(fā)只持續(xù)幾秒鐘,但其影響在數(shù)年后仍會(huì)感覺得到。據(jù)托馬斯說,臭氧層遭到破壞后的影響可持續(xù)5年之久,而臭氧層被破壞則會(huì)危及地球上的生命。
不僅僅伽馬射線會(huì)對(duì)地球造成破壞,爆炸產(chǎn)生的宇宙射線同樣具有很大的破壞性,當(dāng)宇宙射線碰撞大氣層上部時(shí),將會(huì)產(chǎn)生像介子一樣的次粒子,它們會(huì)對(duì)地球表面造成嚴(yán)重的輻射損傷。托馬斯和他的同事認(rèn)為,地球上的大規(guī)模生物消亡中至少有一次是由于伽馬射線爆發(fā)引起的,他們指的是4.43億年前的奧陶紀(jì)生物大消亡,當(dāng)時(shí)超過一半的動(dòng)物和植物種群消失。托馬斯說,大約每10億年發(fā)生一次伽馬射線爆發(fā)。
★威脅程度
每10億年發(fā)生一次伽馬射線爆發(fā),破壞地球大氣層上面的臭氧層,造成生物大消亡。磁星
磁星是宇宙中的一種超自然物體:一種特別的中子星,其磁場(chǎng)比宇宙中任何其他物體的磁場(chǎng)都要強(qiáng)。不到10年前,它們被發(fā)現(xiàn),而且被認(rèn)為是超新星的殘余物。美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的天體物理學(xué)家尼爾·格雷爾斯說:“磁星經(jīng)常放射出伽馬射線和X射線,但只持續(xù)半秒鐘左右,隨后會(huì)出現(xiàn)一種振蕩信號(hào),可持續(xù)好幾分鐘。”當(dāng)磁星閃光時(shí),每秒鐘釋放出的能量相當(dāng)于我們的太陽整個(gè)一年放出的能量,其威力可以想象。
格雷爾斯說:“我們最近觀測(cè)到的一顆磁星離我們地球有3萬光年,如果它離我們更近的話,比如10光年左右,那么它釋放出的伽馬射線會(huì)將我們地球的臭氧層完全破壞?!背粞鯇悠茐?,地球上所有的生命就會(huì)滅絕。正如伽馬射線爆發(fā)一樣,動(dòng)物和植物會(huì)在超量的紫外線輻射下被烤得咝咝直響,其命運(yùn)可想而知。
磁星閃光的能量沒有伽馬射線爆發(fā)產(chǎn)生的能量那樣大,但對(duì)地球生命的威脅更大。格雷爾斯說:“磁星閃光比伽馬射線爆發(fā)更頻繁,而且離地球更近。”到目前為止,天文學(xué)家已經(jīng)確定了10多顆磁星,其中有兩顆在我們的銀河系。格雷爾斯說:“我們不能確定巨大的磁星閃光有多頻繁,但5億年前有一顆靠近地球的磁星閃光,造成了巨大的生物滅絕。”