宇宙射線與生物大滅絕

雖然通過從化石上了解的幾次生物大滅絕，可能與小行星撞擊或大規模火山爆發有關。但這些古代生物大滅絕原因可能有很多，至今是人們討論的話題。

美國伊利諾斯大學布里恩·菲爾茲教授說：“這可能與附近發生的天文事件，導致地球承受的輻射急劇增加有關。”

一顆30光年遠的超新星爆炸產生的宇宙射線，可能會造成我們地球的輻射量激增，進而可能直接或者間接導致大量物種滅絕。現在一些科學家正在尋找這類宇宙現象的可能證據。菲爾茲說：“只發現死去的動物，并不能證明鄰近超新星爆炸而產生輻射，導致物種滅絕。”

宇宙射線主要是來自超新星爆炸產生的高能質子。我們無法準確地跟蹤它、找到它的源頭，因為它的軌跡被磁場彎曲。事實上，一種典型的宇宙射線會在星系的磁場內彈跳數百萬年，最后才會撞上某個天體，比如地球。菲爾茲說：“地球大氣上層每平方厘米每秒遭受數條宇宙射線轟擊，永遠如此。”這些原始的宇宙射線永遠不會到達我們地面，而是與上層大氣中的原子相撞，形成能量較低的“二級”粒子。

在海平面上，大多數二級宇宙射線是高穿透力的介子。每分鐘約有1萬介子穿過我們的身體。一些介子會電離經過我們肉體的分子，有時可能導致有害的基因突變。現在，人體每年受到的宇宙射線的幅射強度相當于接受10次X光胸透。但是，我們不應該為此擔憂，因為它只是人類承受的自然輻射中的一部分，我們的祖先世代承受。

相反，宇宙射線引起的基因突變有時可能是有好處的。波蘭什切青大學弗朗哥·費拉里說：“顯然，從某些方面而言，宇宙射線促成了地球上有機體的進化。”

在最新發行的《天體生物學》雜志上，費拉里和什切青大學的埃瓦·蘇澤斯基維茲對現今所了解的宇宙射線進行了評估，他們爭辯說，這些粒子現在的生物關聯不見得能代表它們的過去。他們寫道：“地球早期的有機體的DNA不穩定，可能很容易在外界作用下變異，或許比現在的細菌更易變異，這是非常有可能的。”

很久以前不光生物容易變異，宇宙射線也可能更為強烈，影響著地球的大氣和下面的生命。一項有爭議的理論認為，宇宙射線能促進云的產生。天空云彩越多，把反射回太空的陽光便越多，讓地球冷卻，從而引起整個生態系統的改變。

另一項關于宇宙射線的理論幾乎與之相反——宇宙射線剝離了我們的可起保護作用的臭氧層，在更多太陽紫外線輻射之下地球會枯萎。過量的紫外線形成不利于生命的環境。臭氧損耗還可能因鄰近的伽馬射線爆發而加劇。

要想弄清楚生物大滅絕事件是否由宇宙射線引起，科學家需要研究在附近的超新星上形成，然后在爆炸沖擊波的作用下，落在我們地球上的放射性同位素。

菲爾茲認為，在地球45億年的歷史中，遭受超新星致命輻射10多次是可能的。但是，鄰近的超新星不是增大宇宙射線強度的唯一方式。費拉里稱，因為我們的太陽圍繞銀河系中心做軌道運動，它有規律地經過銀河系的螺旋形臂狀物的一只，在這里宇宙光輻射高于平均水平。有研究人員猜測，每次經過螺旋形臂狀物，都會造成地球上的冰河時代，因為宇宙射線會促使云的形成。

科學家梅洛特和他的同事，也發現了太陽在銀河平面上下移動和化石生態多樣性之間存在可能聯系。這種假設是太陽系每次偏向銀河一側最遠時，遭受的宇宙射線較多。

但是梅洛特也指出，這種移動可能只扮演一個小角色，因為最新證據顯示大陸上升和可觀測的生物多樣性周期之間存在聯系。要想明晰宇宙射線與生物大滅絕事件之間的關系，還需要進行更多研究。