研究表明,太古代小行星撞击推迟了地球大气的进化

一组研究人员从美国和奥地利分析了残余古小行星和建模的影响他们的暴力冲突表明,经常发生罢工,比此前认为的和可能影响地球大气中的氧含量在太古宙,2.5 - 40亿年前。的调查结果出现在杂志上地球科学.

这个意境说明了大型小行星穿透地球缺氧的大气层。图片来源:SwRI/Dan Durda/Simone Marchi。

这个意境说明了大型小行星穿透地球缺氧的大气层。图片来源:SwRI/Dan Durda/Simone Marchi。

当巨大的小行星或彗星撞击早期的地球时,能量释放出融化并蒸发了地壳中的岩石物质。

撞击羽流中的熔岩小液滴会凝结、凝固并落回地球,形成圆形、分布在全球的沙粒大小的颗粒。

这些玻璃状颗粒被称为撞击小球体,它们分布在地壳的多个薄而分散的层中,年龄从24亿年到35亿年不等。这些太古代小球粒层是古代碰撞的标志。

Nadja Drabon教授说:“近年来,在钻孔岩芯和露头中发现了一些新的球体层,增加了地球早期已知撞击事件的总数。”,斯坦福大学地质科学系和哈佛大学地球与行星科学系的研究员。

西南研究所的研究员Simone Marchi博士说:“目前的轰击模型低估了太古宙晚期球体层的数量,这表明当时的撞击器通量比以前认为的要高10倍。”。

“更重要的是,我们发现传送到早期地球的累积撞击物质量是一个重要的氧气“汇”,这表明早期的轰击可能延迟了地球大气的氧化。”

地球大气中氧气的丰富是由于生产和去除过程的平衡。

这些新发现与地质记录相对应,地质记录表明,在太古宙早期,大气中的氧气水平有所变化,但保持在相对较低的水平。

直径大于10公里(6英里)的天体的撞击可能导致其稀缺性,因为早期地球大气中存在的有限氧气会被撞击蒸汽化学消耗,进一步降低其在大气中的丰度。

斯坦福大学地质科学系研究员Laura Schaefer教授说:“太古宙晚期被直径超过10公里的物体轰炸,会产生足够多的活性气体,完全消耗低水平的大气氧气。”

“这一模式与所谓的氧气“喷发”的证据是一致的,即25亿年前大气中氧气的相对急剧但短暂的增加。”

“我们认为,这些气味是由于撞击而分解的,撞击带走了大气中的氧气。”

“这与澳大利亚Bee峡谷和Dales峡谷小球层记录的巨大影响一致。”

新的结果表明,在整个太古宙晚期,地球受到了大量的巨大撞击。

大约24亿年前,在这场轰击的尾声期间,地球经历了由大气中氧气上升引发的表面化学的重大变化,被称为“大氧化事件”,这归因于氧气生产-汇平衡的变化。

在提议的情景中,假设氧气产量增加,能够从火山源或通过逐渐向太空流失而去除氧气的气体减少。

“在大氧化事件发生前的很长一段时间里,撞击气体造成了间歇性的低氧水平,”Marchi博士说。

“随着时间的推移,碰撞变得越来越不频繁,规模也越来越小,以至于无法显著改变大氧化事件后的氧气水平。地球正在成为现在的行星。”

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马奇. 由于地球上的高碰撞率,晚太古代大气氧化延迟且多变。Nat。Geosci,在线发布于2021年10月21日;内政部:10.1038/s41561-021-00835-9

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