伽馬射線暴有多可怕?4.45億年前,地球生命可能體驗了一次

2023-11-24     魅力科學君

原標題:伽馬射線暴有多可怕?4.45億年前,地球生命可能體驗了一次

宇宙中充斥著各式各樣的電磁波,按頻率從低到高的順序,電磁波可以分為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線,由於光子的能量與其頻率成正比,因此伽馬射線的光子所攜帶的能量是最高的,具體有多高呢?這樣說吧,一個伽馬射線的光子所攜帶的能量,可以輕鬆達到可見光的光子的幾十萬、甚至上百萬倍。

據此我們也可以清楚地知道,如果大量的伽馬射線集中爆發,其能量將會有多麼巨大。實際上,宇宙中確實存在著這樣的現象,這也被稱為伽馬射線暴(Gamma-ray burst,簡稱GRB),它們的來源可能有兩種,一種是大質量恆星在其「生命末期」發生的超新星爆發,另一種則是緻密天體(如中子星、黑洞等)的碰撞與合併。

那麼,伽馬射線暴到底有多可怕呢?我們可以先來看看實際觀測數據,人類首次發現伽馬射線暴,是在上世紀60年代,在此之後,更多的伽馬射線暴被陸陸續續地發現,觀測數據表明,它們的能量高得令人吃驚,在短時間內(通常在0.1-1000秒之間),其釋放出的能量就可以與太陽在其100億年的主序星階段釋放出的總能量媲美,甚至更高。

可以想像的是,如果地球遭到了伽馬射線暴的轟擊,那地球上的生命可就慘了。實際上,在大約4.45億年前,地球生命就可能體驗了一次這樣的情況,下面我們就來了解一下。

根據科學家的研究,在過去的日子裡,地球上至少發生過五次生物大滅絕事件,其中距今最遠的一次,也就是已知地球上的第一次生物大滅絕事件,發生在大約4.45億年前,這也被稱為「奧陶紀-志留紀滅絕事件」,在此次事件中,地球上有大約85%的物種都慘遭滅絕。

關於造成「奧陶紀-志留紀滅絕事件」的原因,科學家提出了多種假說,其中有一種假說認為,「奧陶紀-志留紀滅絕事件」發生在一個冰河期的開始,這個冰河期導致了海平面的下降,造成了許多海洋生物的棲息地喪失。但是,這個冰河期的出現是非常突然的,沒有明顯的原因,而且持續的時間也相對很短,這與其他的冰河期相比,顯得很是異常。

除此之外,在此次滅絕事件中,生活在海洋表層的物種損失非常慘重,但相對而言,生活在海洋深層的物種,其損失則輕得多。而這些跡象都暗示了,此次事件的「罪魁禍首」,可能就是伽馬射線暴。

根據這種假說的推測,這個伽馬射線暴的發射源距離地球大約6000光年,其發射的伽馬射線束正好掃過了地球,持續了大約10秒鐘的時間。

由於距離非常遙遠,當伽馬射線暴抵達地球之後,其能量密度已經大幅降低,不足以直接殺傷地球上的生物,但這些伽馬射線仍然對地球的大氣層造成了巨大的破壞。

首當其衝的就是地球的臭氧層被大規模地摧毀,而沒有了臭氧層的有效保護,地球表面就會暴露在太陽的紫外線輻射之下,這對海洋表層的生物尤為致命,因為它們沒有足夠的保護機制。

更糟糕的是,伽馬射線會對地球大氣層中的氮氣和氧氣分子產生離解作用,進而形成大量的自由基,它們重新結合之後,又會生成氮氧化合物(比如說二氧化氮),這些氮氧化合物除了有毒之外,還可以形成氣溶膠,它們可以長時間地漂浮在大氣層之中,進而大量地遮擋住了那些原本可以抵達地球表面的陽光。

沒有了足夠的陽光,光合作用就無法有效地進行,這會導致大自然的食物鏈從底層斷裂,與此同時,地球表面的溫度也開始下降,逐漸形成了大片的冰川,地球也就進入了一個相對較為短暫的冰河期,在此期間,地球的海平面也出現了大幅度的降低。而正是在這一系列的打擊之下,地球上才發生了「奧陶紀-志留紀滅絕事件」。

值得注意的是,對於這種假說,研究者曾用計算機模型進行了模擬,結果顯示,模擬出的情況與此次事件中的一些實際情況基本符合,所以該假說也得了一定程度的認同。

由此可見,儘管這只是一種假說,但據此我們也可以看到,對於地球生命來講,伽馬射線暴確實是挺可怕的,即使是在6000光年之外,它們也可以對地球造成嚴重的影響,可以想像的是,如果距離再近一些,那麼地球上的生命很可能就會蕩然無存,幸運的是,這樣的事情並沒有發生,否則的話,我們人類也就不可能在地球上出現了。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/3d02e9a3a634f99233972ba69c2e88f9.html