​【揭秘】天体撞击与地球生命

行星、卫星、小行星或其它天体表面通过撞击地球表面而形成的环形凹坑叫陨石坑，大型的陨石坑又称环形山。陨石坑底部通常有一层“大理石化”的岩石，大面积覆盖没有溶化的岩层碎片，往往含有在地球罕见的微量元素如镍、铂、铱、钴等。矿物微压力变形，形成金刚石和冲击石英等。陨石成分为石质，或铁质，抑或是石铁混合物质。它们在以超过10km/s的速度撞击地球的过程中由动能转换为热能，产生了相当于核爆炸所释放出来的能量级。

地球早期的天文时代是大撞击时代，大量的陨星体疯狂地撞击年轻的地球，导致火山到处喷发，玄武岩浆流淌在地表形成了最初的地壳层。这些撞击体融化后为早期地球水热活动和水热系统的形成提供了重要的热源和水：巨大的陨星撞击将融化地表深达数百公里的岩层，提供巨量的热量；陨星还带来了大量的水，它们逐渐开始形成地球上最早的地表水体系和降雨天气。直至距今38亿年前大规模的陨石撞击才告结束。

在地球形成之初，一个与火星大小相近的“原月球”与地球发生碰撞，剧烈的碰撞不仅使“原地球”自转发生偏移，并且使“原月球”发生碎裂，碎裂物质一部分被“原地球”吸积成为地球一部分，飞离的物质受地球引力作用，呈盘状分布，从一个小天体开始，像滚雪球一样不断增长，最终形成月球。

由于月球的存在，使地球产生了潮差，有了四季和昼夜的区别。月球给予地球能量的同时，也控制着地球旋转的变缓，它促使了地球生命诞生后有了一个适宜的环境。而月亮的月相变化，对地球上的生物活动会有明显影响，可以影响海胆的活动以及珊瑚的产卵。月球引力还可以引发地球岩石圈的起伏，使整个地球岩石圈的起伏每天达到60厘米，促进地球自身的演化，包括引发地震、海啸、火山活动等。

“宇宙胚种说”是生命起源的假说之一。为什么这么说呢？科学家通过天体化学研究发现，太空中存在大量有机分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等生物化学分子以及醇、醛、有机酸和腈类分子。小天体含有碳基分子和水。约70%为C型小行星，含有5%-10%碳、氮和水。碳质陨石（如Murchison陨石）已发现60多种有机化合物。

有证据表明这些氨基酸等有机分子是通过陨石等途径落入地球表面。例如，科学家在50年前撞入澳大利亚的陨石中确认出两种有机分子是尿嘧啶和黄嘌呤。在1908年西伯利亚通古斯地区地外物体撞击物中也发现了氨基酸等有机分子。因此，科学家推测地球早期大规模的陨石撞击不仅直接导致了原始地壳的形成，也对前生命进化的化学过程可能起了重要作用，即陨石带来的有机分子可能参与地球原始生命的起源。特别是科学家研究还发现，在地球上所有生物体中发现只有左旋氨基酸。富含碳的小行星(C型)陨石中发现了氨基酸异缬氨酸，绝大多数以左旋形态存在。早期地球曾被大量含有左旋氨基酸的陨石撞击，这些氨基酸最终促成生命的出现。“左旋生命”可能来自太空。

显然，这对生命起源和地外生命的探索打开了一个新的思路，也就是地球早期大规模的陨石撞击对前生命进化的化学过程可能起了重要作用，陨石带来的有机分子可能参与地球原始生命的起源。

然而，问题是假如地球演化早期是高温炽热状态的话，外来的有机分子即使进入地球或许也会很快分解。

地球生物进化史上曾发生过许多重大灭绝事件，其中有些与来自天外的陨星体撞击直接有关。公众熟知的中生代末恐龙大灭绝就是典型案例之一。科学家发现，墨西哥尤卡坦半岛有一个大得惊人的陨石坑，叫“奇科苏卢布”陨石坑，直径大约有180公里，深900米！它埋在数百米的沉积岩下面。由于陨石坑处在浅海，其形成后不久就被沉积物覆盖，所以其内部形态没有受到侵蚀，保存得较好。陨石坑地心引力和磁力不规则，显示了不同寻常的结构。科学家将这种现象归结于一次巨大的碰撞事件，即6600万年前，一颗直径大约10公里的陨石从天而降，飞快地撞击地球，引起了巨大的海啸和全球大火，大地被淹没，森林被烧毁，烟尘遮天蔽日终年不散，植物因无法进行光合作用而枯死，动物则因得不到食物而大量灭绝。恐龙也被认为是在这场灾难中永远地告别了地球。

事实上，这并不是个案，如发生在距今8亿年前位于现今美国和加拿大边境的休伦湖附近的萨德伯里坑、发生在距今2万年前美国的亚利桑那陨石坑、1908年中西伯利亚发生的通古斯陨星大爆炸等。这些在世界各地发现的大小陨石坑都表明，陨石撞击对地球生命的灭绝起到了程度不等的作用。

天体陨星体的大规模撞击早在38亿年前已结束，但自那以来，陨石从来没有停止光临地球，即使现在每年几乎仍有5亿吨级的陨石向着地球呼啸而来，虽然大部分在距地面10到40公里的高空由于与大气层的摩擦而燃烧殆尽，最终落入地表的也大都石沉大洋。

尽管这样，科学家们的观察和研究已经表明，近地天体撞击地球经常发生，对地球环境、人类和生物圈产生重大影响。例如，1490年，明朝时期庆阳陨石事件，亡人万计。1908年，俄罗斯发生通古斯爆炸事件（50米）。2013年2月15日，俄罗斯车里雅宾斯克陨石事件（15米），约1200人受伤，近3000座建筑受损。天体陨星对地球的撞击造成了局部或全球大部分地区的气候变化，严重破坏地貌形态，诱导发生地震、火山等地内灾害，使生物链断裂，甚至对地球生物的灭绝起了极大的破坏作用。

因此，小天体撞击地球与人类的安全已成为当今深空探测的主要科学问题之一。尤其这些小行星将来是否还有可能撞击地球，给人类带来难以预料的灾难，一直是科学家探索小行星非常关注的焦点。为了人类的安全，科学界正在积极行动。本世纪以来，人类已向太空发射了一系列探测飞行器，如JAXA近地小行星——隼鸟号Hayabusa已经在2003年5月9日发射成功，2005年9月抵达小行星Itokawa，2005年11月20日/26日两次软着陆于Itokawa，2010年6月13日返回地球，成为人类历史上首次从小行星取样探测器；2014年11月12日，罗塞塔号的菲莱登陆器(Philae)在彗星67P/C-G上登陆，成为有史以来第一个在彗星上成功登陆的探测器，菲莱着陆后已传回了一些彗星67P/C-G的表面数据，等等。

我们有理由期待，随着人类科技的发展，人类飞向太空之梦终将实现，人类对于地球的保护也将继续进行。