數(shù)萬(wàn)億英里之外——遙遠(yuǎn)的超新星可能影響地球上生命的多樣性

DTU Space 的 Henrik Svensmark 在生態(tài)學(xué)與進(jìn)化雜志上發(fā)表的一項(xiàng)新研究表明，恒星爆炸(也稱為超新星)在過(guò)去 5 億年中極大地影響了海洋生物的多樣性。

化石記錄已被廣泛研究，揭示了整個(gè)地質(zhì)歷史中生命形式多樣性的顯著變化。進(jìn)化生物學(xué)中的一個(gè)基本問(wèn)題是確定導(dǎo)致這些波動(dòng)的過(guò)程。

這項(xiàng)新研究揭示了一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)：附近超新星數(shù)量的波動(dòng)與過(guò)去 5 億年來(lái)海洋屬生物多樣性的變化密切相關(guān)。當(dāng)調(diào)整海洋多樣性曲線以考慮淺海沿岸海洋區(qū)域的變化時(shí)，這種相關(guān)性變得很明顯，因?yàn)樗鼈優(yōu)榇蠖鄶?shù)海洋生物提供棲息地，并在它們擴(kuò)張或縮小時(shí)提供新的進(jìn)化機(jī)會(huì)。因此，可用淺海區(qū)域的改變?cè)谒茉焐锒鄻有苑矫姘l(fā)揮著作用。

“超新星與多樣性之間聯(lián)系的一個(gè)可能解釋是超新星影響地球的氣候，”該論文的作者兼 DTU Space 高級(jí)研究員 Henrik Svensmark 說(shuō)。

“大量的超新星導(dǎo)致赤道和極地地區(qū)溫差大的寒冷氣候。這導(dǎo)致強(qiáng)風(fēng)、海洋混合以及將生命必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送到大陸架沿線的地表水域。”

相對(duì)超新星歷史圖的變化

相對(duì)超新星歷史(黑色曲線)的變化與用淺海邊緣區(qū)域(沿海岸的淺水區(qū)域)歸一化的屬級(jí)多樣性曲線進(jìn)行比較。棕色和淺綠色曲線是主要海洋動(dòng)物的屬級(jí)多樣性。橙色是海洋無(wú)脊椎動(dòng)物屬級(jí)的多樣性。最后，深綠色曲線是所有海洋動(dòng)物的屬級(jí)多樣性。地質(zhì)時(shí)期的縮寫(xiě)是 Cm 寒武紀(jì)、O 奧陶紀(jì)、S 志留紀(jì)、D 泥盆紀(jì)、C 石炭紀(jì)、P 二疊紀(jì)、Tr 三疊紀(jì)、J 侏羅紀(jì)、K 白堊紀(jì)、Pg 古近紀(jì)、Ng 新近紀(jì)。圖片來(lái)源：Henrik Svensmark，DTU Space

該論文得出結(jié)論，超新星通過(guò)影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸對(duì)初級(jí)生物生產(chǎn)力至關(guān)重要。總初級(jí)生物生產(chǎn)力為生態(tài)系統(tǒng)提供能量，并且推測(cè)表明生物生產(chǎn)力的變化可能影響生物多樣性。目前的結(jié)果與這一假設(shè)一致。

“新的證據(jù)表明地球上的生命與超新星之間存在聯(lián)系，這是由宇宙射線對(duì)云層和氣候的影響所介導(dǎo)的，”Henrik Svensmark 說(shuō)。

超新星與氣候

當(dāng)重星爆炸時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生宇宙射線，這是具有巨大能量的基本粒子。宇宙射線前往我們的太陽(yáng)系，其中一些宇宙射線通過(guò)與地球大氣層碰撞而結(jié)束它們的旅程。下面引用的 Henrik Svensmark 及其同事之前的研究表明，它們成為離子的主要來(lái)源，有助于形成和生長(zhǎng)云形成所需的氣溶膠。

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