彗星撞擊毀滅了最早的人類(lèi)定居點(diǎn)之一

楊大可

NASA 在行星防御會(huì)議上討論防御撞擊問(wèn)題

在 20 世紀(jì) 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?dāng)r阻之前，一個(gè)名為“Abu Hureyra”的考古遺跡被發(fā)現(xiàn)，其見(jiàn)證了古代游牧民族首次定居下來(lái)并開(kāi)始種植農(nóng)作物的那一刻改變。這個(gè)定居點(diǎn)目前位于阿薩德湖下面，有一座大土丘是其明顯標(biāo)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(duì)敘利亞的農(nóng)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(xué)家們?cè)屑?xì)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(rèn)近 1.28萬(wàn) 年前從游牧向農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)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(xué)家發(fā)現(xiàn)“Abu Hureyra”還有另外一個(gè)非常重要的故事要講。在找到的谷類(lèi)作物和食品中，考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)了熔融的玻璃濺落到早期的建筑材料和動(dòng)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(gè)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)時(shí)人類(lèi)能力范圍內(nèi)，比如火、照明，甚至是火山爆發(fā)能達(dá)到的溫度。

美國(guó)加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校（UCSB）的名譽(yù)地質(zhì)學(xué)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(nèi)，將一輛汽車(chē)完全融化。”他認(rèn)為，這種能量強(qiáng)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(jié)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(xiàng)研究以科學(xué)報(bào)告的形式，發(fā)表在了最近一期的《自然》雜志上。該論文一經(jīng)發(fā)布，就得到了廣泛的關(guān)注與議論。

Kennett 和其他研究團(tuán)隊(duì)成員都認(rèn)為，根據(jù)該地點(diǎn)被洪水淹沒(méi)之前所收集到的資料，Abu Hureyra 應(yīng)該是第一個(gè)記錄了碎片狀彗星給人類(lèi)居住區(qū)帶來(lái)直接影響的遺址。

而這些彗星碎片極大可能都是來(lái)自更新世（其是地球上氣候發(fā)生劇烈變化的時(shí)代，當(dāng)時(shí)的生物群很接近現(xiàn)代的形態(tài)，人類(lèi)也在這一時(shí)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(chēng)，當(dāng)時(shí)的撞擊導(dǎo)致了大量大型動(dòng)物的滅絕，包括猛犸象、劍齒虎和美洲馬等;還導(dǎo)致了北美克洛維斯文化的消失，他們是在當(dāng)時(shí)才移民到美洲的石器時(shí)代人;以及“新仙女木”事件（末次冰消期持續(xù)升溫過(guò)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(qiáng)有力的證據(jù)，而這種高溫目前僅可能與來(lái)自宇宙的影響有關(guān)?！?Kennett 說(shuō)道。早在 2012 年，一項(xiàng)發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）的研究就顯示， 1.29 萬(wàn)年前有一顆太空巖石撞擊地球，造成了北美最大的動(dòng)物滅絕，并導(dǎo)致一段異常寒冷的時(shí)期。

當(dāng)時(shí)，研究人員測(cè)試了克洛維斯人的文物以尋找微觀土壤線索，來(lái)確認(rèn)只能在極端溫度下由彗星或者小行星撞擊而產(chǎn)生的粒子混合物。他們認(rèn)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(huì)向保護(hù)盾一樣，阻擋粒子混合物落到其下面的土層中。研究結(jié)果顯示，在克洛維斯文物的表面上檢測(cè)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(dāng)時(shí)關(guān)于是否是因?yàn)殄缧亲矒魧?dǎo)致了克洛維斯人的滅絕仍具有爭(zhēng)議。不過(guò)，彗星撞擊可以解釋為什么會(huì)有大結(jié)冰時(shí)期，一個(gè)長(zhǎng)達(dá) 1300 年的冰川時(shí)代。由于彗星撞擊產(chǎn)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?yàn)榻Y(jié)冰，該時(shí)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(yàn)證了他們?cè)缜霸诿绹?guó)賓夕法尼亞州梅爾羅斯和南卡羅來(lái)納州布萊克維爾對(duì)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?xún)H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(xué)組成、形狀、結(jié)構(gòu)、地層溫度、磁特性和水含量等數(shù)據(jù)。分析結(jié)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(diǎn)，內(nèi)部玻璃熔體溫度在達(dá)到1250攝氏度時(shí)，周?chē)拇髿鉁囟戎辽僖?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(gè)地點(diǎn)。這些位置均有大量燃燒的證據(jù)，包括一個(gè)廣泛分布的富含碳的“黑氈”層，其中包含了數(shù)百萬(wàn)個(gè)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(shuō)在近年來(lái)獲得了更多關(guān)注。

Kennett 表示，對(duì)于 Abu Hureyra 的研究排除多種潛在的熔融玻璃形成機(jī)制，比如建筑物起火、生物質(zhì)或“干草堆”火災(zāi)、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(shuō)，“此前一些證據(jù)只限于針對(duì)大型動(dòng)物的影響，而這個(gè)研究給出了人類(lèi)早期定居點(diǎn)發(fā)生災(zāi)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(gè)村莊散發(fā)出大量的熱量并產(chǎn)生熔融玻璃?！?/p>

“這些關(guān)鍵材料在常溫下極為罕見(jiàn)，但在撞擊事件中很常見(jiàn)?！?Kennett 說(shuō)，“根據(jù)這項(xiàng)研究，發(fā)現(xiàn)熔融玻璃是由區(qū)域生物質(zhì)、土壤和漫灘沉積物近乎瞬時(shí)融化和蒸發(fā)，然后又瞬時(shí)冷卻而形成的?！贝送?，由于發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)與世界其他地方的 YDB 層中發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)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?yàn)閱蝹€(gè)彗星或小行星才造成的。

“一次較大的小行星撞擊不會(huì)造成像在 Abu Hureyra 發(fā)現(xiàn)的那樣廣泛散布的物質(zhì)?！?Kennett 說(shuō)，“最大的彗星碎片團(tuán)被認(rèn)為能夠于幾分鐘內(nèi)在地球的整個(gè)半球造成數(shù)千次空中爆炸。YDB 假說(shuō)提出了這一機(jī)制，以解釋在超過(guò) 1.4萬(wàn)多公里的南北半球上廣泛分布的同代物質(zhì)。我們?cè)?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?！保ㄕ悦馈渡羁萍肌罚ň庉?多洛米）