太空尘埃化石为了解地球过去提供了新的窗口| 地平线:《欧盟研究与创新》杂志


寻找化石陨石是一个全新的难度,因为这些岩石并不是在地表上薄薄地散布,而是像恐龙化石一样被埋在古老的岩石中。 但是瑞典隆德大学的地质学家Birger Schmitz教授发现了一种找到它们的方法-不仅是奇石,而且还有数量可观的化石尘埃。

事实证明,这可以描绘一幅独特的图景,说明地球上古代生命的变化是如何受到太空活动的影响的,并且已经揭示了4.66亿年前的小行星碰撞所产生的太空尘埃可能引发了冰河时代。

岩石

陨石是落在地球上的太空岩石,主要是小行星在火星和木星之间的碎片。

我们知道,六千六百万年前,一块巨大的岩石砸入地球,杀死了恐龙和大多数其他生命。 最初是由诺贝尔奖获得者路易斯·阿尔瓦雷斯(Luis Alvarez)和他的儿子沃尔特(Walter)提出的,然后他们都在美国伯克利的大学工作。 他们领导的团队在恐龙灭绝时形成的全球沉积物中发现了富含铱的薄薄灰层。 铱在我们的行星地壳中极为罕见,因此研究小组得出结论,该元素是由一颗巨大的小行星提供的。 这意味着大灾难彻底消灭了恐龙以及所有其他四分之三的生物。

Schmitz教授曾在Alvarez团队担任博士后,可以说这决定了他的职业生涯。 施米兹教授说:“直到他们被发现,生命的进化和地球的历史几乎总是被认为是一个封闭的系统。” “我着迷于试图将太空中发生的事情与地球上发生的事情联系起来。”

Schmitz教授于1990年回到瑞典,读了一些报纸报道,称一位名叫Mario Tassinari的业余地质学家在韦纳湖南岸的Thorsberg采石场发现了一些陨石。 此时,科学界只有少数化石陨石。 这是否有机会研究数百万年前的陨石并将它们对地球的影响汇总在一起? Schmitz教授给Tassinari打电话,他们同意合作对采石场进行系统的研究。

“(许多)陨石与今天坠落的陨石一样,因为当时生活的某些动物已与当今的动物进行了比较。”

瑞典隆德大学Birger Schmitz教授

采石场

采石场的工人将石灰石切成片用作地板砖。 当他们发现一块看起来可能像一块太空岩石的碎片时,便称其为Schmitz教授。 每年,他们会得到四到五个化石陨石。 它们看起来几乎只不过是嵌在岩石上的黑色污点而已,直径只有几厘米。

Schmitz教授想知道其他采石场是否也会有类似的乐趣。 他还去了在地面砖种类合适的地方寻找陨石,例如 伦敦帕丁顿车站

但事实证明,据我们所知,托尔斯伯格是一次性的。 需要特殊条件才能以合理的数量保存大量的化石陨石。 您需要在水体底部逐渐逐渐变成岩石的沉积物。 缓慢至关重要,因为这样可以使更多的陨石积聚在一个较小的区域上。

在2000年左右,Schmitz教授开始认为他发现了很多石子-到那时,他总共有近50块石子。 他计算出采石场工人每年挖出的岩石量,并除以他们发现的陨石数量。 那告诉他,回到岩石形成时,陨石的通量(在特定时间内落在给定区域上的数量)大约是今天的100倍。 像威尔士这样大的地区,一年不会得到两次陨石,而是200年。

施米兹教授说:“我仍然记得我想到这一天的那一天。” ‘我立即去了采石场。 “我可以看一下您的日志吗? 您确定在这么小的区域内发现了如此多的陨石吗?”

没有错。 施密茨教授很快想出了一个解释。 “有一种非常可能的情况:如果某物在太空中爆炸并分解成数十亿个小碎片-嗯,我们在采石场看到的就是这样。”

2004年,Schmitz教授和瑞士ETH-Zürich的研究人员 发表了一篇论文,详细分析了发现的化石陨石。 这表明,通过观察宇宙射线对它们的矿物学的影响,陨石在太空中停留了相对较短的时间(大约一百万年)。 他得出的结论是,剧烈的碰撞使它们爆炸到了向地球行驶的轨迹上。 尽管如此,这些宝石在事物的宏伟计划中还是小菜一碟。 远没有足够大的距离足以引起会严重影响地球历史的影响。

您可能会认为Schmitz教授会想找到更大的东西。 但这不是那样的。 事实证明,大型陨石很少见,而较小的陨石则更为常见。

太空尘

微陨石,也称为太空尘埃,是最常见的:据估计,今天我们每天要沐浴100吨这种微粒。 Schmitz教授认为,也必须将其散布在Thorsberg采石场的整个石灰岩中-如果只有一种方法可以找到它。

Schmitz教授说,微陨石中的一种矿物质铬铁矿非常坚固:“它具有极强的抵抗力,可以在所有环境中生存。”

那给了他一个主意,他通过 天文生物圈项目。 “我告诉我的贫困学生的时间是:“尼古拉斯,拿5公斤的石头,将其溶于盐酸中。”

这样做会产生10个小小的亚铬铁矿碎片,每个碎片的长度为十分之一毫米。 并在石灰岩中每隔一段时间重复一次,发现有一个 4.66亿年古老岩石中太空尘埃的急剧增加,施密茨教授于2019年发布的结果。

太空尘埃的到达与奥陶纪中期的冰河期相吻合。 Schmitz教授得出结论,小行星带发生大规模碰撞,喷出了大型陨石和巨大的尘埃云,这些尘埃云阻挡了许多阳光到达地球,从而导致了冰河时代。 在小行星杀死恐龙之后,这将是更广泛的宇宙事件的第二个例子,深刻影响着地球的故事。

英国曼彻斯特大学的行星科学家凯蒂·乔伊博士说:“我认为这是一个令人兴奋的故事。” 他说,这是一项艰巨的工作,我不羡慕他们,他们不得不粉碎成吨,成吨的岩石,然后使其通过酸。

她补充说,仍然需要做一些工作来理解样本中的偏差。 Schmitz教授正在研究的矿物并不是在每种小行星和彗星中都能找到的,这意味着它们并不代表所有从太空坠落到地球的岩石类型。 她说,这张唱片只是部分唱片。

Schmitz教授通过天文生物圈进一步溶解了20吨来自不同采石场的岩石,其中每个样品代表了地球深厚历史的不同时期。 这个想法是提供关于进入的空间灰尘如何随时间变化的第一幅草图。

他说这项工作已经完成,他和他的团队收集了遥远过去落在地球上的各种陨石-但几个月后将不会出版。 然而,化石陨石继续揭示有关地球过去的新信息。

他说:“(许多)陨石与今天落下的陨石一样,因为当时生活的某些动物已与当今的动物进行了比较。”

本文中的研究由欧洲研究理事会资助。 如果您喜欢这篇文章,请考虑在社交媒体上分享。



This article was originally published in Horizon, the EU Research and Innovation magazine

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