楊大可

NASA 在行星防御會議上討論防御撞擊問題

在 20 世紀 70 年代位于敘利亞北部的塔克巴（Taqba）大壩將幼發(fā)拉底河的河水攔阻之前，一個名為“Abu Hureyra”的考古遺跡被發(fā)現(xiàn)，其見證了古代游牧民族首次定居下來并開始種植農作物的那一刻改變。這個定居點目前位于阿薩德湖下面，有一座大土丘是其明顯標志。

阿薩德湖是敘利亞最大的湖泊，為周邊的莊家提供了灌溉用水，對敘利亞的農業(yè)發(fā)展起到了巨大作用，也為本地區(qū)漁業(yè)的發(fā)展提供了水源。但在湖泊形成之前，考古學家們曾仔細地提取并描繪了許多材料，包括房屋的一部分、食物和工具等，有大量證據(jù)讓他們能夠確認近 1.28萬 年前從游牧向農業(yè)的轉變。而這是地球文明和環(huán)境史上最重要的事件之一。

除了上述重要事件之外，現(xiàn)在科學家發(fā)現(xiàn)“Abu Hureyra”還有另外一個非常重要的故事要講。在找到的谷類作物和食品中，考古學家發(fā)現(xiàn)了熔融的玻璃濺落到早期的建筑材料和動物骨頭等位置上。研究顯示，這些熔融玻璃是在極高的溫度下（高于2200攝氏度）融化形成的，這個溫度遠遠高于當時人類能力范圍內，比如火、照明，甚至是火山爆發(fā)能達到的溫度。

美國加州大學圣塔芭芭拉分校（UCSB）的名譽地質學教授 James Kennett 表示：“更通俗地描述一下，該研究發(fā)現(xiàn)的如此高的溫度可以在不到一分鐘之內，將一輛汽車完全融化。”他認為，這種能量強度只能由極其劇烈、高能量、高速度的現(xiàn)象造成，而這種現(xiàn)象則很可能是宇宙撞擊事件的結果。

在熔融玻璃樣本的外表面富集了 Pt、Ir 和 Ni 的 Fe 的 SEM 圖像

這項研究以科學報告的形式，發(fā)表在了最近一期的《自然》雜志上。該論文一經發(fā)布，就得到了廣泛的關注與議論。

Kennett 和其他研究團隊成員都認為，根據(jù)該地點被洪水淹沒之前所收集到的資料，Abu Hureyra 應該是第一個記錄了碎片狀彗星給人類居住區(qū)帶來直接影響的遺址。

而這些彗星碎片極大可能都是來自更新世（其是地球上氣候發(fā)生劇烈變化的時代，當時的生物群很接近現(xiàn)代的形態(tài)，人類也在這一時期出現(xiàn)）末期撞擊地球，并且在大氣中爆炸的彗星的一部分。有研究人員稱，當時的撞擊導致了大量大型動物的滅絕，包括猛犸象、劍齒虎和美洲馬等;還導致了北美克洛維斯文化的消失，他們是在當時才移民到美洲的石器時代人;以及“新仙女木”事件（末次冰消期持續(xù)升溫過程中的一次突然降溫）。

“我們這次的新發(fā)現(xiàn)，為非常高的溫度提供了強有力的證據(jù)，而這種高溫目前僅可能與來自宇宙的影響有關?！?Kennett 說道。早在 2012 年，一項發(fā)表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）的研究就顯示， 1.29 萬年前有一顆太空巖石撞擊地球，造成了北美最大的動物滅絕，并導致一段異常寒冷的時期。

當時，研究人員測試了克洛維斯人的文物以尋找微觀土壤線索，來確認只能在極端溫度下由彗星或者小行星撞擊而產生的粒子混合物。他們認為，如果撞擊碎片在大氣中像雨滴一般降落，那么這些文物會向保護盾一樣，阻擋粒子混合物落到其下面的土層中。研究結果顯示，在克洛維斯文物的表面上檢測到的粒子混合物數(shù)量是這些文物下方土壤中粒子混合物數(shù)量的 30 倍。

然而，當時關于是否是因為彗星撞擊導致了克洛維斯人的滅絕仍具有爭議。不過，彗星撞擊可以解釋為什么會有大結冰時期，一個長達 1300 年的冰川時代。由于彗星撞擊產生的巨大能量，融化了大面積的北美冰蓋，擾亂了控制全球熱傳輸?shù)暮Ｑ髿饬餮h(huán)。但同樣，因為結冰，該時期完好地保存并記錄了海洋核心和古土壤樣品。

Kennett 與同事在這次的研究中發(fā)現(xiàn)，驗證了他們早前在美國賓夕法尼亞州梅爾羅斯和南卡羅來納州布萊克維爾對熔融玻璃樣本的研究——這些礦物材料都是各向同性的，而這種特性僅在少數(shù)幾種材料中發(fā)生;例如，氯化鈉、人造玻璃、隕石和某些沖擊玻璃之中。

研究人員分析了熔融玻璃樣本的化學組成、形狀、結構、地層溫度、磁特性和水含量等數(shù)據(jù)。分析結果表明，它是在非常高的溫度下形成的，其中有富含鉻、鐵、鎳、硫化物、鈦，甚至有富含鉑和銥的熔化鐵的礦物，所有這些礦物都是在2200攝氏度以上的溫度下形成的。他們推斷，根據(jù)鉻鐵礦和磁鐵礦的沸點，內部玻璃熔體溫度在達到1250攝氏度時，周圍的大氣溫度至少要升至 1750攝氏度，最有可能升至 2600攝氏度以上。

Abu Hureyra 位于新仙女木事件邊界（Younger Dryas Boundary ，YDB）散布區(qū)的最東端，該地區(qū)包括美洲、歐洲和中東部分地區(qū)的大約 30 個地點。這些位置均有大量燃燒的證據(jù)，包括一個廣泛分布的富含碳的“黑氈”層，其中包含了數(shù)百萬個納米金剛石、高濃度的鉑和在非常高的溫度下形成的微小金屬球體。而這些發(fā)現(xiàn)，讓 YDB 影響假說在近年來獲得了更多關注。

Kennett 表示，對于 Abu Hureyra 的研究排除多種潛在的熔融玻璃形成機制，比如建筑物起火、生物質或“干草堆”火災、人為污染，以及閃電引起的融化等?！癆bu Hureyra 村莊被突然摧毀，” Kennett 說，“此前一些證據(jù)只限于針對大型動物的影響，而這個研究給出了人類早期定居點發(fā)生災難的直接證據(jù)。必須在足夠近的距離發(fā)生撞擊或爆炸，才能在整個村莊散發(fā)出大量的熱量并產生熔融玻璃?！?/p>

“這些關鍵材料在常溫下極為罕見，但在撞擊事件中很常見?！?Kennett 說，“根據(jù)這項研究，發(fā)現(xiàn)熔融玻璃是由區(qū)域生物質、土壤和漫灘沉積物近乎瞬時融化和蒸發(fā)，然后又瞬時冷卻而形成的。”此外，由于發(fā)現(xiàn)的物質與世界其他地方的 YDB 層中發(fā)現(xiàn)的物質相同，因此推斷它們很可能是由碎片化的彗星造成的，而不是因為單個彗星或小行星才造成的。

“一次較大的小行星撞擊不會造成像在 Abu Hureyra 發(fā)現(xiàn)的那樣廣泛散布的物質?！?Kennett 說，“最大的彗星碎片團被認為能夠于幾分鐘內在地球的整個半球造成數(shù)千次空中爆炸。YDB 假說提出了這一機制，以解釋在超過 1.4萬多公里的南北半球上廣泛分布的同代物質。我們在 Abu Hureyra的發(fā)現(xiàn)，十分有力地支持了一顆碎片狀彗星造成的重大撞擊推斷。”（摘自美《深科技》）（編輯/多洛米）