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伽马射线暴有多可怕?4.45亿年前,地球生命可能体验了一次

类别:社会 发布时间:2024-12-31 19:51:00 来源:魅力科学君

宇宙中充斥着各式各样的电磁波,按频率从低到高的顺序,电磁波可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线,由于光子的能量与其频率成正比,因此伽马射线的光子所携带的能量是最高的,具体有多高呢?这样说吧,一个伽马射线的光子所携带的能量,可以轻松达到可见光的光子的几十万、甚至上百万倍。

伽马射线暴有多可怕?4.45亿年前,地球生命可能体验了一次

据此我们也可以清楚地知道,如果大量的伽马射线集中爆发,其能量将会有多么巨大。实际上,宇宙中确实存在着这样的现象,这也被称为伽马射线暴(Gamma-ray burst,简称GRB),它们的来源可能有两种,一种是大质量恒星在其“生命末期”发生的超新星爆发,另一种则是致密天体(如中子星、黑洞等)的碰撞与合并。

那么,伽马射线暴到底有多可怕呢?我们可以先来看看实际观测数据,人类首次发现伽马射线暴,是在上世纪60年代,在此之后,更多的伽马射线暴被陆陆续续地发现,观测数据表明,它们的能量高得令人吃惊,在短时间内(通常在0.1-1000秒之间),其释放出的能量就可以与太阳在其100亿年的主序星阶段释放出的总能量媲美,甚至更高。

伽马射线暴有多可怕?4.45亿年前,地球生命可能体验了一次

可以想象的是,如果地球遭到了伽马射线暴的轰击,那地球上的生命可就惨了。实际上,在大约4.45亿年前,地球生命就可能体验了一次这样的情况,下面我们就来了解一下。

根据科学家的研究,在过去的日子里,地球上至少发生过五次生物大灭绝事件,其中距今最远的一次,也就是已知地球上的第一次生物大灭绝事件,发生在大约4.45亿年前,这也被称为“奥陶纪-志留纪灭绝事件”,在此次事件中,地球上有大约85%的物种都惨遭灭绝。

伽马射线暴有多可怕?4.45亿年前,地球生命可能体验了一次

关于造成“奥陶纪-志留纪灭绝事件”的原因,科学家提出了多种假说,其中有一种假说认为,“奥陶纪-志留纪灭绝事件”发生在一个冰河期的开始,这个冰河期导致了海平面的下降,造成了许多海洋生物的栖息地丧失。但是,这个冰河期的出现是非常突然的,没有明显的原因,而且持续的时间也相对很短,这与其他的冰河期相比,显得很是异常。

除此之外,在此次灭绝事件中,生活在海洋表层的物种损失非常惨重,但相对而言,生活在海洋深层的物种,其损失则轻得多。而这些迹象都暗示了,此次事件的“罪魁祸首”,可能就是伽马射线暴。

根据这种假说的推测,这个伽马射线暴的发射源距离地球大约6000光年,其发射的伽马射线束正好扫过了地球,持续了大约10秒钟的时间。

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由于距离非常遥远,当伽马射线暴抵达地球之后,其能量密度已经大幅降低,不足以直接杀伤地球上的生物,但这些伽马射线仍然对地球的大气层造成了巨大的破坏。

首当其冲的就是地球的臭氧层被大规模地摧毁,而没有了臭氧层的有效保护,地球表面就会暴露在太阳的紫外线辐射之下,这对海洋表层的生物尤为致命,因为它们没有足够的保护机制。

更糟糕的是,伽马射线会对地球大气层中的氮气和氧气分子产生离解作用,进而形成大量的自由基,它们重新结合之后,又会生成氮氧化合物(比如说二氧化氮),这些氮氧化合物除了有毒之外,还可以形成气溶胶,它们可以长时间地漂浮在大气层之中,进而大量地遮挡住了那些原本可以抵达地球表面的阳光。

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没有了足够的阳光,光合作用就无法有效地进行,这会导致大自然的食物链从底层断裂,与此同时,地球表面的温度也开始下降,逐渐形成了大片的冰川,地球也就进入了一个相对较为短暂的冰河期,在此期间,地球的海平面也出现了大幅度的降低。而正是在这一系列的打击之下,地球上才发生了“奥陶纪-志留纪灭绝事件”。

值得注意的是,对于这种假说,研究者曾用计算机模型进行了模拟,结果显示,模拟出的情况与此次事件中的一些实际情况基本符合,所以该假说也得了一定程度的认同。

由此可见,尽管这只是一种假说,但据此我们也可以看到,对于地球生命来讲,伽马射线暴确实是挺可怕的,即使是在6000光年之外,它们也可以对地球造成严重的影响,可以想象的是,如果距离再近一些,那么地球上的生命很可能就会荡然无存,幸运的是,这样的事情并没有发生,否则的话,我们人类也就不可能在地球上出现了。

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