考虑一下小行星可能改变了地球生命景象的可能性——但忘掉恐龙和巨大的陨石坑，把时间从那个戏剧性的时刻倒回4亿年。
那时，生命主要发生在海洋中，而脊椎骨是解剖学场景中最新的出现。但与6600万年前杀死恐龙的小行星不同，这块更早的太空岩石从未到达地球。相反，在小行星带的一次碰撞中，大量的尘埃充斥着太阳系，鉴于当时的其他一些变化，这使得地球上的生命得以蓬勃发展，新的研究表明。
“生命史上最重要的事件大多都是这样，”肯塔基大学的古生物学家丽贝卡·弗里曼说，她专门研究这个时期，但没有参与这项新研究。“你会得到一系列非常独特的环境，它们结合在一起，你会得到一个非常戏剧性的事件，这似乎应该是由一个特定的戏剧性事物造成的。但实际上，这是一个更复杂的系统在起作用，”她告诉Space.com。
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科学家想要解释的戏剧性事件是新物种的爆发。古生物学家称之为奥陶纪生物大辐射的生命爆发发生在海洋中，那里主要居住着无脊椎动物。“这真的是一个由无脊椎海洋生物主导的世界，”弗里曼说。“最顶级的掠食者可能是一种头足类动物，”很可能是今天鹦鹉螺的祖先亲戚，有着错综复杂的螺旋形外壳。
但是，当瑞典隆德大学的地质学家比尔格·施密茨去寻找可以追溯到4.66亿年前的岩石时，他并不希望找到鹦鹉螺的化石；他正在寻找陨石化石。在过去的几十年里，他和他的同事在瑞典的一个石灰岩采石场发现了数十块这样的陨石化石。每一块都带有一个化学时间戳，表明它在大约4.7亿年前被加热过，科学家们一段时间以来一直认为，大约在那个时候可能发生过一次大规模的小行星碰撞。
“25年来，我一直有一种直觉，认为这一定以某种方式对地球，特别是对生命产生了影响，”施密茨说。“我觉得一定存在某种联系。”因此，他和他的团队研究了岩石。在论文中，研究人员借鉴了两个关键的证据线索：一种特殊形式的氦和陨石带到地球的矿物。
他们想要找到比陨石化石更难找到的东西：微陨石，它们像较大的同类一样，携带矿物铬铁矿。“有更多的微陨石落在地球上，而不是较大的陨石，所以我产生了我认为最疯狂的想法之一，”施密茨说。“这并没有那么疯狂，但在当时，感觉很疯狂。”
这意味着团队必须进行非常具有破坏性的工作。“如果你想在干草堆里找一根针，你会怎么做？”施密茨说。“这很简单：你把干草堆烧掉。这就是我们所做的。”当你的干草堆是石灰岩时，烧掉它意味着将其——2870磅（1300公斤）——倾倒入盐酸中以腐蚀岩石，留下铬铁矿颗粒。“它们能幸存一切，”他谈到铬铁矿时说。“它们在沉积物中幸存了5亿年；它们在我们的所有酸处理中幸存下来。”
铬铁矿颗粒和外星氦的水平都在这个时期左右急剧上升——但并非在完全相同的时间。首先，岩石显示外星铬铁矿的缓慢增加，持续了200万到400万年。其中一部分显示出特定类别陨石的颗粒急剧增加，另一部分与施密茨先前研究中提供的陨石化石的到来相吻合。另一个略微倾斜的时间线图表显示了外星风味的氦的到来。
对于施密茨来说，所有这些因素加在一起表明，一次大规模的、遥远的小行星碰撞确实影响了地球上的生命。他和他的同事们认为，这次破裂——一块直径近100英里（150公里）的小行星——使内部太阳系充满了陨石和小行星尘埃。较大的碎片比较小的碎片从碰撞地点扩散得更快。
该团队提出了小行星碎片影响地球并使地球冷却的三种方式。也许到达地球的粒子将足够的铁带入海洋，使得植物生命在那里蓬勃发展，以二氧化碳为食并将其从大气中抽出，这与今天的状况相反。或者，也许散布在太阳系各处的粒子阻挡了阳光到达地球。
该团队提出的第三种可能性是，滞留在地球大气层中的宇宙尘埃可能将阳光反射回太空，使其远离地球。英国利兹大学研究行星大气中宇宙尘埃的大气化学家约翰·普莱恩认为，这是三种情景中最合理的，他已经运行了增加尘埃水平对气候影响的模型。
普莱恩说，新研究中提出的水平大约是目前地球大气中宇宙尘埃水平的1000倍，这在今天的地球上造成了一些微妙的现象。“但很明显，如果你把它增加1000倍，那么毫无疑问，它可能会产生他们所说的所有影响。”
总的来说，普莱恩认为这项研究很有趣。“他们已经提出了我认为相当令人信服的案例，现在需要更详细地研究，”他说。“我认为这是一项非常出色的工作。”
但是，这篇论文并没有将生物多样性爆发的所有功劳都归功于小行星的碎片。弗里曼说，这很好，因为许多其他因素也会发挥作用，例如海洋环流模式和海平面上升。一个特别重要的因素是当时陆地和海洋在地球表面上的分布情况，小块大陆从赤道延伸到南极，为物种适应提供了许多不同的生态位，她说。
“大陆移动得非常缓慢，因此，对于制造这些物种来说，重要的事情之一是你隔离种群，”弗里曼说。“你可以找到方法将这个所谓的小行星爆炸太空尘埃的想法与许多不同的事物联系起来；你真的不能把大陆的位置归咎于小行星。”
著名的恐龙情景使古生物学家怀疑小行星是其他事件的罪魁祸首，她说。（尽管一些科学家认为其他因素也发挥了作用，但撞击和大规模灭绝之间仍然存在明显的联系。）“这让所有人陷入了疯狂，试图将一切都归咎于陨石，”弗里曼说。“作为一个社群，我们可能已经不再想把一切都归咎于来自外太空的东西，但他们在这里得到了一些非常好的文献记录。”
从这些文献记录来看，施密茨甚至愿意描述如果时间旅行者停下来参观那个时代的强大鹦鹉螺可能会看到什么。
“会有更多的陨石，光迹，”施密茨说。“你可以站在那里，一直许愿，因为会有很多来自天空的光迹，伴随着所有涌入的尘埃。”
这项研究在一篇论文中进行了描述，该论文于9月18日发表在科学进展杂志上。
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