小行星和彗星撞击地球推迟了氧气的积累

我们可以呼吸，既是必然，也是幸运

（图解：小行星撞击早期地球的地面场景 图源：space）

古代小行星的残留物表明，由于地球受到频繁的太空陨石的轰炸，早期的地球大气中氧气浓度上升的时间被推迟了。

在46亿年前地球形成之时，地球几乎没有大气。随着地表岩石冷却，地球的温度降低，最初的大气开始形成，大气中最开始充斥着二氧化碳和氮气，这两种成分就我们所知都不是生物生存所需要的，但地球最终还是经历了由氧气浓度上升而引起的地表化学组成大转变，这一过程也被称为大氧化事件（GOE）。

根据最新研究表明，在距今25到40亿年之间的太古宙时期，小行星和彗星撞击地球的频率很高。这些太空陨石（有些宽度甚至能达到10千米）极大地影响了早期地球大气的化学成分，尤其影响了氧气的积累。

研究发现，小行星和彗星坠落地球的频率比早期的设想更高，但是在氧气开始积累时，陨石撞击的频率降低了。因此，新的大气模型可以帮助科学家更准确地指出什么时候地球开始看起来像今天的样子。

（图：地球早期大气（左）和如今的大气（右） 图源：space）

本研究的团队成员哈佛大学地球和行星科学副教授娜嘉·德拉邦（Nadja Drabon）在一份声明中说：“大气中的游离氧对依靠呼吸来产生能量的生物来说至关重要，没有氧气在地球大气内的积累，我们大概率就不会存在”。

在小行星或彗星与地球相撞时，会产生巨大的蒸汽流。蒸汽流会汽化地表的岩石然后将它们抛向高空，气化的岩石又会冷却凝固落在地面，在地表上形成一层沙粒大小的颗粒薄层，这些物质也被称为撞击球。直到最近，科学家才发现了越来越多的这样的细小、古老的颗粒，因为他们看起来就是普通的岩石碎片，以致长久以来都没有被注意到。

研究者们分析了岩石的颗粒以便更好地了解古时候的地球究竟发生过多少次撞击事件。一份研究指出，地球大概每1500万年就会受到一次撞击，这一撞击频率是先前模型估计值的10倍。

（图解：小行星冲向地球的场面 图源：space）

接下来，调查者们对这些陨石撞击怎样影响地球大气进行了建模，结果表明，不断发生的宽度大于6英里的陨石撞击会使大气层中出现空洞，如此一来，氧气就会被宇宙的真空环境吸出大气层，造成大气层中氧气含量降低。

（图解：大型小行星撞击地球会导致大气层产生空洞，如此氧气就会被吸出大气层 图源：space）

他们的发现与现在的地质记录的结果一致，说明早期太古宙时期的地球大气特征就是含氧量相对较低。直到大约24亿年前，当陨石撞击的频率开始降低后，地球的氧气含量开始上升，这就为生命的发展奠定了道路。

本研究的一位主要成员科罗拉多博尔德西南研究所的一名科学家西蒙尼·马奇（Simone Marchi）在声明中指出：“随着时间的推移，撞击逐渐变得频率更低，并且规模也小到无法显著改变大氧化事件后的氧气含量”，这样，大气层内的氧气才得以缓慢积累到达了现在的浓度，大气也逐渐变成了我们现在所生存的大气。

相关知识

小行星为微型行星的一种。以太阳系而言，小行星属于太阳系小天体，和行星一样环绕太阳运动，但体积和质量比行星小得多。广义的小行星大小介于流星体和矮行星之间，直径可从数米至1,000千米不等，包括在这个尺寸下太阳系里非彗星的所有小天体。

天文学上的撞击事件（英语：Impact event）是指地球或其他行星和小行星、彗星等其他天体互相碰撞的事件。根据历史记载，有数百个在特定地区造成死伤以及财物损失的小型撞击事件（包含火流星爆炸）被记录下来[1]。在海洋发生的撞击事件可能造成海啸对海洋和海岸造成损害。

BY:Samantha Mathewson

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