研究表明,太古代小行星撞击推迟了地球大气的演化

2021年10月21日 新闻工作人员/来源
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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。的发现出现在杂志上自然地球科学

这幅意境图描绘了大型小行星穿透地球贫氧大气层的情景。图片来源:SwRI / Dan Durda / Simone Marchi。

这幅意境图描绘了大型小行星穿透地球贫氧大气层的情景。图片来源:SwRI / Dan Durda / Simone Marchi。

当大型小行星或彗星撞击早期的地球时,释放的能量熔化并汽化了地壳中的岩石物质。

撞击羽流中熔化岩石的小液滴会凝结、凝固并落回地球,形成圆形、全球分布的沙粒大小的颗粒。

这些被称为撞击球体的玻璃状粒子分布在地壳的多个薄而分散的层中,年龄从24亿到35亿不等。这些太古代球体层是古代碰撞的标志。

“近年来,在钻核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Nadja Drabon教授说。

“目前的轰炸模型低估了晚太古代球体层的数量,这表明当时的撞击物通量比之前认为的高10倍,”西南研究院(Southwest Research Institute)的研究员西蒙·马尔基(Simone Marchi)博士说。

“更重要的是,我们发现,交付给早期地球的累积撞击物质是一个重要的氧气‘汇’,这表明早期的撞击可能推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,地质记录显示,大气中的氧气水平有所变化,但在太古宙早期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了它的稀缺,因为早期地球大气中有限的氧气会被撞击蒸汽以化学方式消耗掉,从而进一步减少了大气中的氧气含量。

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

“这种模式与所谓的氧气‘吹’的证据是一致的,大气中氧气的相对急剧但短暂的增加发生在大约25亿年前。”

“我们认为,撞击将大气中的氧气带走,使这些气体破碎。”

“这与澳大利亚比峡谷和河谷峡谷球粒层记录的大碰撞是一致的。”

新的结果表明,在整个太古宙晚期,地球受到了大量的大型撞击。

大约24亿年前,在这次撞击的末期,由于大气中氧气的增加,地球经历了表面化学的重大转变,被称为“大氧化事件”,这是由于氧气生产-汇平衡的变化。

在提出的设想中,有一种假设是氧气产量的增加,以及能够从火山源或通过逐渐向太空流失氧气的气体的减少。

马奇博士说:“在大氧化事件之前的很长一段时间里,撞击蒸汽造成了间歇性的低氧水平。”

“随着时间的推移,碰撞变得越来越少,而且太小,无法显著改变大氧化事件后的氧气水平。地球就在它的轨道上成为现在的行星。”

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美国马奇.由于地球上的高碰撞率,晚太古代大气氧化的延迟和变化。Nat。Geosci, 2021年10月21日在线发布;doi: 10.1038 / s41561 - 021 - 00835 - 9

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