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《地球物理研究通讯》:超新星爆发频率的变化与地球生命之间有密切联系

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热度88票 浏览52次 时间:2022年1月10日 10:46
《地球物理研究通讯》:超新星爆发频率的变化与地球生命之间有密切联系

《地球物理研究通讯》:超新星爆发频率的变化与地球生命之间有密切联系

(化石网报道)据cnBeta:丹麦技术大学(DTU)科学家获得的新证据表明,埋藏在沉积物中的有机物质的比例与超新星发生的变化之间有密切的联系。这种相关性在过去的35亿年中是明显的,在过去的5亿年中则更为详细。

这种相关性表明,超新星已经设定了地球上生命必须存在的基本条件。这是由DTU Space的高级研究员Henrik Svensmark博士在科学杂志《地球物理研究通讯》上发表的一篇新研究文章中得出的结论。

根据这篇文章,对观察到的超新星和生命之间的联系的一个解释是,超新星影响地球的气候。大量爆发的超新星导致赤道和极地之间存在显着温差的寒冷气候。这导致了强风和海洋混合,这对于向生物系统输送营养物质至关重要。高营养物浓度导致更大的生物生产力和更广泛的有机物埋藏在沉积物中。温暖的气候有较弱的风和较少的海洋混合,营养物质的供应减少,生物生产力较小,有机物的埋藏也较少。

“一个令人着迷的结果是,将有机物移到沉积物中,间接地成为氧气的来源。光合作用从光、水和二氧化碳中产生氧气和糖。然而,如果不把有机物移入沉积物,氧气和有机物就会变成二氧化碳和水。有机物质的掩埋可以防止这种逆向反应。因此,超新星间接控制了氧气的生产,而氧气是所有复杂生命的基础,”作者Henrik Svensmark说。

在这篇论文中,研究人员发现过去5亿年来海洋中营养物质浓度的测量与超新星频率的变化有合理的关联。海洋中的营养物质浓度是通过测量嵌入黑色页岩中的黄铁矿(FeS2,也被称为“愚人金”)中的微量元素而发现的,黑色页岩沉淀在海床上。通过测量碳-13相对于碳-12的比例,可以估算出沉积物中有机材料的比例。由于生命更喜欢较轻的碳-12原子,世界海洋中的生物量改变了在海洋沉积物中测量的碳-12和碳-13之间的比例。

Henrik Svensmark说:“新的证据表明,在地球上的生命和超新星之间存在着非同寻常的相互联系,其媒介是宇宙射线对云和气候的影响。”

Svensmark及其同事以前的研究已经证明,离子有助于气溶胶的形成和增长,从而影响云层的分量。由于云层可以调节能够到达地球表面的太阳能,宇宙射线与云层的联系对气候非常重要。经验证据表明,当宇宙射线的强度发生变化时,地球的气候也会发生变化。超新星的频率在地质时间尺度上可以变化几百分之一,而由此产生的气候变化是相当大的。

“当重型恒星爆炸时,它们会产生由基本粒子组成的具有巨大能量的宇宙射线。宇宙射线来到我们的太阳系,有些以碰撞地球的大气层而结束其旅程。在这里,它们负责电离大气层,”他说。
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