地球生命面临5大宇宙威胁

科学家提出警示———

  宇宙探索热一波接一波,先是“炮轰”彗星,接着是“发现”号发射,不久会是中国“神六”上天。在不断进入宇宙未知领域的同时,科学家也提出了最新的警示。最近一期《新科学家》报道了地球生命将会面临的5大宇宙威胁,并对威胁程度进行了分析。

  超新星

  银河系中有上千亿颗恒星,它们随时会灭亡,但每隔几十年,一颗特别大的恒星就会诞生。不到一秒钟,就有一颗恒星核瓦解,事实上是相互碰撞。产生的量子力将周围的物质向外排斥,造成大爆炸,这就是超新星。

  当爆炸发生时,放射性同位素和自由电子向四面八方喷射,它们的能量又会产生X射线和伽马射线。这些高能量粒子雨或者说是“宇宙射线”会对地球产生巨大的影响,如果爆炸发生在离我们200光年以内的地方,就会对地球生命造成实质性的威胁。

  加拿大渥太华大学的科学家沙韦夫和同事韦泽发现,地球气候历史上的寒冷期与袭击地球的宇宙射线量增高有关。他们声称,这些宇宙射线就来自附近的超新星,从而造成了地球的“冰室”时代。

  大约每1.5亿年,地球就会进入银河系的螺旋臂,遇到一个“冰室”时期,地球上的冰就会非常多,也非常寒冷。

  ★威胁程度

  每1.5亿年就会进入银河螺旋臂,地球进入“冰室”时代,超新星会对地球上的生命造成最大的威胁。大分子云

  进入银河系的螺旋臂会诱发更多的危险:密集的氢气云,也就是大分子云。美国科罗拉多大学亚历克斯·巴甫洛夫和他的同事们相信,这样的云层会导致地球上的生物大灭绝,甚至会让地球成为一个“雪球”,整个地球被冰层覆盖。

  巴甫洛夫和他的同事计算出,最厚的云层可以将地球的大气层用尘埃塞满,遮挡住阳光,将地球送进一个冰冷的失控状态。正常情况下,大气层会在太阳风的压力保护下免受宇宙尘埃的侵袭,太阳风是来自太阳的热离子流,可是高密度的云层会平息太阳风,使地球暴露在星际尘埃中。

  科学家计算,在20万年里,分子云将会把地球带入寒冷期,气温会迅速下降,地球被冰包围着。

  另外,快速移动的氢核子也和宇宙射线一样有危害。巴甫洛夫说,即使尘埃不能到达大气层,宇宙射线也能够进入大气层,破坏上面的臭氧层。地球通常由其磁场保护,免受宇宙射线的危害,但当分子云与周期性的磁场逆转———这时的磁场非常弱———一起作用的话,宇宙射线就会大量涌向地球。分子云与磁场逆转一起会使臭氧的总量下降至少40%,这足以让大量的紫外线到达地球表面,引起大规模的生物灭绝。★威胁程度

  地球每10亿年遭遇一次被冰川作用袭击的危险,每3000万年经历更多的影响较小的寒冷气候袭击。彗星和小行星

  在冥王星之外,太阳系的边缘,运行着一个由冰块组成的球形云,被称为奥尔特云。奥尔特云的重力平衡经常被打破,这样一块或更多的冰块就会像彗星一样向太阳系内部掉落,有可能撞击地球。

  离我们更近的地方,在太阳周围的轨道上有许多小的岩石小行星,如果它们的轨道与地球轨道交叉,它们就会以极大的力量撞向地球。墨西哥尤卡坦半岛上的那个有6500万年历史的陨石坑就与恐龙的灭绝相吻合。发现这个陨石坑的加拿大卡尔加里大学的艾伦·希尔德布兰德说:“如果像尤卡坦半岛这样的碰撞再次发生,我毫不怀疑我们的文明将会被毁灭。”

  那么再次发生类似的碰撞的几率有多大呢?希尔德布兰德说,大约1亿年发生一次,但要引起6500万年前那样规模的灭绝,那就必须击中碳酸盐和硫酸盐岩石,这种岩石只覆盖地球的2%。碰撞产生的热量将会使岩石蒸发,将大量的二氧化碳和二氧化硫排向大气,造成巨大破坏。

  在我们的地球绕银河系旅行的过程中,地球也上下移动,这个周期约3000万年,在这个过程中,地球容易与奥尔特云和彗星相撞。我们现在需要密切关注的是小行星,美国宇航局在加利福尼亚的喷气推进实验室的科学家唐·约曼斯说:“目前,彗星撞击地球的可能性只有1%,另外的99%是近地球的小行星。”

  ★威胁程度

  地球被彗星和小行星撞击的威胁每1亿年发生一次,小的碰撞更频繁。伽马射线爆发

  地球所面临的危险并不是全部来自我们通过银河系的螺旋臂造成的。上世纪60年代末,美国用装备有伽马射线探测器的军用卫星监视前苏联进行的核试验,但令人意外的是,探测器没有收到来自地球的信号,反而收到了来自外层空间的短而强烈的信号。几十年后,天文学家猜测,这种信号是来自一个特别大的超新星引起的,它引起伽马射线爆发,伽马射线爆发会比普通的超新星明亮约100倍,因为从迅速毁灭的星星里喷射出强烈的伽马射线和宇宙射线。

  普通的超新星在宇宙中是比较普遍的,但据美国堪萨斯大学的布赖恩·托马斯认为,伽马射线爆发比超新星给地球生命造成的威胁更大。他们计算出,如果在离地球6000光年的范围内发生伽马射线爆发,将会使地球丧失约35%的臭氧层,这比紫外线对生命的危害大3倍。尽管这种爆发只持续几秒钟,但其影响在数年后仍会感觉得到。据托马斯说,臭氧层遭到破坏后的影响可持续5年之久,而臭氧层被破坏则会危及地球上的生命。

  不仅仅伽马射线会对地球造成破坏,爆炸产生的宇宙射线同样具有很大的破坏性,当宇宙射线碰撞大气层上部时,将会产生像介子一样的次粒子,它们会对地球表面造成严重的辐射损伤。托马斯和他的同事认为,地球上的大规模生物消亡中至少有一次是由于伽马射线爆发引起的,他们指的是4.43亿年前的奥陶纪生物大消亡,当时超过一半的动物和植物种群消失。托马斯说,大约每10亿年发生一次伽马射线爆发。

  ★威胁程度

  每10亿年发生一次伽马射线爆发,破坏地球大气层上面的臭氧层,造成生物大消亡。磁星

  磁星是宇宙中的一种超自然物体:一种特别的中子星,其磁场比宇宙中任何其他物体的磁场都要强。不到10年前,它们被发现,而且被认为是超新星的残余物。美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体物理学家尼尔·格雷尔斯说:“磁星经常放射出伽马射线和X射线,但只持续半秒钟左右,随后会出现一种振荡信号,可持续好几分钟。”当磁星闪光时,每秒钟释放出的能量相当于我们的太阳整个一年放出的能量,其威力可以想象。

  格雷尔斯说:“我们最近观测到的一颗磁星离我们地球有3万光年,如果它离我们更近的话,比如10光年左右,那么它释放出的伽马射线会将我们地球的臭氧层完全破坏。”臭氧层破坏,地球上所有的生命就会灭绝。正如伽马射线爆发一样,动物和植物会在超量的紫外线辐射下被烤得咝咝直响,其命运可想而知。

  磁星闪光的能量没有伽马射线爆发产生的能量那样大,但对地球生命的威胁更大。格雷尔斯说:“磁星闪光比伽马射线爆发更频繁,而且离地球更近。”到目前为止,天文学家已经确定了10多颗磁星,其中有两颗在我们的银河系。格雷尔斯说:“我们不能确定巨大的磁星闪光有多频繁,但5亿年前有一颗靠近地球的磁星闪光,造成了巨大的生物灭绝。”