1960年,有科學家到南極進行科學考察時,發現大坑下麵岩石的重力非常不正常,這也是科學家們首次意識到南極可能遭到過巨大隕石的撞擊。而巧合的是,在此之前就有另一位科學家得出過,南半球某個地方可能在大約78萬年前發生過巨大撞擊事件的結論。然而直到衛星繪製出大坑範圍內,岩石重力反常的地圖時,科學家才真正的意識到南極冰盾可能真正被隕石撞擊過。衛星發回來的照片顯示,岩石孔內有冰、岩石和其他密度不大的殘骸的混合物。這種混合物被稱為是角礫岩,它可以表明大坑的位置以及深度。
據權威科學家說,這次隕石撞擊的不同尋常之處就在於它似乎並沒有給地球帶來很大的破壞力。與那次造成恐龍滅絕的撞擊不同,目前還沒有發現任何能說明這次撞擊事件的曆史證據。盡管隕石撞擊南極對地球造成破壞並不大,但也有可能使幾個物種滅絕,隻是目前還沒有發現任何的證據來證明這一點。但有一點是肯定的,那就是當時地球的磁場忽然向相反的方向旋轉。至於為什麼會出現這種奇特的現象,目前還不得而知。
據科學分析,盡管隕石撞擊地球是幾百萬年甚至幾千萬年才發生一次的事情,但是隻要地球被撞人類就可能會滅絕。因為,一顆直徑100米的隕石或小行星砸在地球上的撞擊力相當於100萬噸級的原子彈的破壞力。所以人們對小行星的恐懼不是沒有理由的,據報道1908年,西伯利亞通古斯地區上空有一顆直徑約50米的小行星爆炸,使得大約2000平方公裏的森林被摧毀,而當時的塵土就高達一萬米。
美國太空科學家最近表示,2億5000萬年前曾經統治地球的三葉蟲,還有90%的水中生物和70%的陸上鳥獸,就是在一次行星撞及地球而產生的劇烈火山爆發是滅絕的。在地球誕生的40多億年中,這些危險的“天外來客”給地球留下累累傷痕,目前人類能找到的天體撞擊坑就有一百多個,而直徑達140公裏的南非伏利德佛坑是最大最老的一個,迄今已有超過19億年的曆史。
美國還有科學調查報告說,在大約35億年前的一次隕石撞擊地球,可能推遲了地球生命的進化過程。同6500萬年前撞擊地球並造成恐龍絕跡的小行星體積相比,35億年前撞擊地球的隕石體積約為它的兩倍以上。科學家估計,隕石撞擊地球時可能掀起覆蓋了整個地球的碎石和灰塵組成的塵埃層,而且隕石引起的巨大海浪也影響了地球大陸。這些都可能影響地球生命的進化。
科學家根據還根據古代的岩層做出推斷,35億年前的地球遭到多塊隕石的同時撞擊。而遭到隕石撞擊的地球留下的惟一的生物體可能就是細菌。盡管細菌可以在如此極端的環境中生存下來,但是地球的其他生命所遭到的致命威脅是不可否認的。
6.地球的生命之源:水
水
在大至無窮盡的太陽係裏,地球所處的位置和它的外界環境決定它是顆得天獨厚的天體。它離太陽不近不遠的距離,適宜萬物生長的不高不低的溫度,以及稠密的大氣層和豐富的水資源,都決定在地球這個天體上會有蓬勃的生命相傳不息。經科學統計,地球上水的總量可達到145億億噸。它的分布在地球的各個角落似乎是無處不在,無論是江、河、湖、海還是地下、天上、岩石、礦物等都是它們的載體,而且水幾乎占了所有生物體組成部分的三分之二。
水的地位真的是不可估量,地球的生機盎然、生命的繁衍生息、人類的文明、世界的進步,種種等似乎都離不開水的作用。當人們放眼宇宙時,才發現地球比其他行星最為特殊的就是水的存在,水孕育了世界的萬物。在太陽係的各大星球裏,地球是惟一擁有液態水的行星,那麼地球之水究竟是與生俱來的,還是來自於人類未知的領域呢?
據此,科學界形成了各大的假說學派,其中的星雲說認為,包括地球以及各大行星在內的太陽係均起源於一個原始星雲-太陽星雲。而太陽星雲的物質是由氣物質、冰物質、土物質三大類組成,其中第一類包括氦和氫在內的氣物質,約占總重量的98.2%;第二類包括水冰、氨、甲烷、氧、碳、氮和氫化合物在內的冰物質,含量隻約占總量的1.4%;而第三類包括鐵、矽、鎂、硫等重元素與氧化合物在內的土物質,隻約占總重量的0.4%。起初太陽星雲是比較疏散的,後來在萬有引力的作用下,大的物質吸引小的物質,最後在中間形成了太陽,周圍形成行星。在行星演化的漫長過程中,由於受到中心天體太陽的熱力、引力以及距離的遠近的影響,使三大物質的分配產生不均勻。因為地球離開太陽較近,所以它除了少量的冰物質和氣物質的參與,其他的主要組成成分就是土物質。盡管有少量的冰物質參與,但它就是地球上水的來源。
科學家還認為,地球之水除了一部分是與生俱來之外,還有一部分是通過自身的演化而不斷地釋放出來的。例如在火山活動區和火山噴發時,大量噴出的氣體中水蒸氣就占75%以上。而且地下深處的岩漿中也含有水分,而且深度越大含水量越多。除此以外,和地球同宗同祖的隕石,裏麵也含有0.5%5%的細微水分。由此可以證明,有一定數量的水參與了由土物質所組成的地球。
然而隨著科學的發展,人們對火山的深入研究也有了新的發現,有人發現火山爆發時所釋放出的水分並不是新生的水,而是長期以來滲入地下的雨水。因為這種說法是科學家是通過測定這些水的同位素而得出的結果。所以它的出現無疑是對“地球之水與生俱來”之一假說的挑戰。為了尋求地球之水的淵源,有人把眼光投向了宇宙,他們認為地球之水是宇宙在地球形成之後另外添加的。
在1961年,令人耳目一新的“太陽風”假說,由一位叫托維利的科學家提出後讓人頗為震撼。托維利認為地球上的水是太陽風的傑作,那麼這個“太陽風”究竟又是何方神聖呢?他指出這種風當然不會是一般流動的空氣,而是一種微粒流或者叫做帶電粒子流。太陽風的平均速度是地球風速的幾萬倍,每秒可達到450千米。當太陽風向地球空間吹來時,地磁層會阻擋住絕大部分的帶電粒子流,而少量闖進來的高能粒子也會被磁場逮捕並囚禁在高空特定的區域內。托維利認為,太陽風為地球送來了水,這是它做出的最有益的貢獻。我們該怎樣理解這句話呢?
托維利認為,地球自從形成以來就已從太陽風中吸收了總量達1.701023克的氫。若把這些氫和地球上的氧結合,就可產生1.531024克的水。令人吃驚但是這個數字竟然真的與現在地球上水體的總量十分接近。而更令人震驚的是地球上水中氫和氘的含量之比與太陽表麵氫、氘的含量之比也十分接近。所以,托維利十分肯定的認為地球之水多是太陽風的功勞。
但是,也有人提出了這樣的質疑,如果按照托維利的說法水雖有可能來自太空,卻也在不斷地向太空散逸。因為大氣中的水蒸氣分子會在紫外線的作用下分解成氫原子和氧原子。而由於氫原子很輕,擺脫地球的束縛飛向星際空間並不是難事。按照這種情況去計算,它的逃逸數量與進入地球的數量也是大致相等。因此他們認為,如果地球之水沒有自身的來源而隻靠太空供給,是不可能維持現有的水量的。
不久前,美國的科學家又提出了另一個論點,也就是說地球之水來自於天外的隕石。地球上每天都在接納天外來而來的隕石,這些來自太空隕石不僅有石隕石和鐵隕石,還有一部分是冰隕石。那麼這些冰隕石究竟有多少?它們對地球之水是否有貢獻?
原來,美國的科學家在研究人造衛星發回的圖像時,注意到19811986年5年以來的數千張地球大氣紫外輻射圖的一些特點。他發現,在圓盤形的地球圖像上總有一些會存在23分鍾的小黑斑。那麼這些小黑斑又是什麼物體呢?經過多次的研究分析和否定了多種的其他可能性之後,他認為這些黑斑是由一些冰塊組成的小彗星撞入地球外界大氣層後,破裂、融化形成水蒸氣而造成的。他還估計,大約每分鍾會有20顆這種平均直徑為10米的冰球墜入地球。
但是依照他的說法來算,如果每顆冰塊可融化成水100噸,那麼一年每年就可以使地球增加10億噸水。如果從地球形成至今已的46億年來算,地球就會從這種冰球上獲得460億億噸的水,比現在地球水體總量的三倍還要多。就算扣除了曆年散失掉的水分,和在各種礦物和岩石所吸收的水分,以及生物體所吸收的水之外,還是會有多餘的水不知去向。所以盡管這種說法也有一定的道理,但依然受到嚴峻的考驗。而且從後來一些研究者所拍攝的大量照片可以看出,大量冰球飛入地球的看法似乎也不太靠譜。
因為關於宇宙和地球實在是門太大的學問,所以,盡管現在的科技已經相當的發達,但是對於地球水的來源這樣的難題,依然很難被破解的。因此,地球之水哪裏來,依然是個沒有定論的地球奧秘。
7.2億年前的“大滅絕”
經專業人員的推測,在2億5千萬年前,地球上出現過一次“大滅絕”事件,也就是絕大多數的物種在相對較短的時間內都了出現滅絕現象,這成為地球史上絕無僅有的一個物種滅絕時期。長久以來,科學家也在尋找滅絕背後的原因而進行不懈的努力。最近,美國的《科學》雜誌向人們揭示這次大滅絕並不是一個逐漸消滅的過程,而是一次突然爆發的災難性事件。使絕大多數物種幾乎在沒有了解到發生了什麼之前就已經滅絕。
那次空前絕後的物種大滅絕,也就是曆史上所謂的“二疊紀三疊紀大滅絕”,因為它發生在地理上二疊紀時期的末代和三疊紀時期的開始而被以此命名。據推測,當時地球上90%以上的海洋動植物以及70%的陸地物種都慘遭滅絕。那次大滅絕的開始也標誌了地球上第一次的生命時代已經結束,同時又宣告了第二次生命時代的到來,爬行動物的興盛就此開始。但是,到底是什麼原因才導致了那次的大滅絕?
對曆史充滿求知的科學家們希望像偵探辦案一樣,通過對大滅絕時代的場景重建來還原曆史的真相。近期,《科學》雜誌又公布了另一項研究結果,研究結果表示那次的大滅絕可能是在50萬年或是更短的時間內發生的。《科學》雜誌的研究員還公布了其他驚人的線索,包括有人從滅絕時期的岩石層裏發現了一些細小的金屬球,不要小看這些微小的元素,因為它們不僅大大縮小了查找原因的範圍,還極有可能幫助科學家們搞清曆史的真相。
中國浙江的煤山有一係列的岩石層橫跨了二疊紀和三疊紀這兩個地理時期。所以曾有中國和美國的科學家,共同在中國浙江長興縣煤山對“二疊紀-三疊紀大滅絕”進行了研究。
經科學家們研究發現,早在二疊紀三疊紀交界時期之前,已經有33%的物種滅絕,而到了交界時,物種的滅絕率已高達94%。可見當時滅絕率的上升是突然出現的,可能是在僅僅50萬年內活著更短的時間按內發生的。中國的科學家認為,煤山的大滅絕是獨立又突然的出現的,而不是連續性、小形式的滅絕。在那次大滅絕之後,僅存的少量的幸存生物也在之後的1百萬年中逐漸消失了。
有人推斷那次的災難,很可能是由超大規模的火山噴發或者是地外物體撞擊等突發性因素引發的。它的發生可能與6500萬年前恐龍滅絕事件有很多相似之處。關於大滅絕原因的研究還在繼續,但是有一些科學家的興趣卻已經轉移到了後來的生物大複興之上。
很多的科學家想通過之前研究大滅絕的原因時找到的部分資料信息來研究,在災難之後的新的生命是以怎樣的形式重新複燃的。他們可以以此來探索那些幸存下來的動植物的本質和生命反彈的時間和形式。他們認為生命從最初形態發展進化到今天,物種大滅絕是一種最基本的變化,當今生物的是由一次次的滅絕發展而來的。所以他們認為關於生命的曆史了解,如果去追究災難本身的原因,可能沒有去追究滅絕後再複興的原因更具有價值。