小行星并非太空中威脅地球生物的唯一物體

菲利普·鮑爾

現在的我們經歷了九死一生的歷程。進化過程很有可能完全是另外一個樣子，但沒有可能是由異乎尋常的偶發事件造成的。從突如其來的冰川期到小行星撞擊地球期，地球生物經歷了種種突發事故、奇怪境況以及重重災難，生命應對這些事件的方式，最終造就了我們。

若果真如此，那么我們只能從最宏觀的角度來理解生命歷程。生命有機體由周邊環境造就，而環境又是由火山和冰蓋等巨大地質作用力及不停變化的氣候造成的。

不過，我們的理解應該再拓展一下。如果這些力受到廣袤宇宙中重大作用力的影響，將會出現什么狀況呢？太陽系及銀河系中的宇宙事件是否也同樣發揮了作用呢？我們真的要感謝這些星球，感謝它們造就了我們嗎？

天文事件引起生物進化過程改變的理論有一個最廣為人知的假設：恐龍滅絕是由6600萬年前巨大的隕石撞擊事件造成的。1980年，物理學家路易斯·阿爾瓦雷斯和他的兒子地質學家沃爾特·阿爾瓦雷斯及其同事提出了這個觀點。

研究人員發現，恐龍滅絕期堆積于全世界的沉積巖中，含有大量的稀有元素銥。研究小組認為，銥元素可能來自隕石猛烈撞擊地球后的塵埃碎片。小行星中銥元素的含量比地球高，而隕石最有可能來自小行星。

這一重大事件會對進化史產生一定的影響。

這種撞擊力是如何導致恐龍滅絕的，仍然頗有爭議，不過，有很多種可能。

撞擊過程中釋放的能量可能引發了全球性的野火。研究人員認為，隕石要釋放出定量的銥元素，隕石坑的直徑必須達到10千米左右。龐大的隕石撞擊時釋放的能量，是氫彈爆炸的成千上萬倍。此外，爆炸產生的塵埃與碎片進入空中，可能會遮擋太陽光，導致幾年后的氣溫驟降。

1991年，一些科學家在墨西哥尤卡坦半島的希克蘇魯伯發現了一個直徑大于160千米的隕石坑，進一步證實了撞擊沖擊力假說。墨西哥隕石坑形成的地質年代恰逢恐龍滅絕期。

雖然不知道撞擊對恐龍滅絕有多大影響，但有證據證明，當時恐龍本來就在減少。不過，我們仍有充足的理由認為，重大撞擊事件會對進化史造成一定的影響。于是，我們開始關注潛在的毀滅性隕石撞擊事件。

然而，隕石撞擊理論并非解釋6600萬年前恐龍滅絕事件的唯一理論。

德宏二村是日本空間保護協會的研究員，而這個協會的宗旨是監控可能會撞擊地球的近地球物體。2016年3月，二村及其同事提出，滅絕事件、全球變冷以及銥層都可能源于太陽系穿透了分子云：分子云是太空中可以形成恒星的大團氣體與塵埃。聚集在大氣層中的塵埃可能形成了一層反射陽光、冷卻地球的薄霧。

6600萬年前的恐龍滅絕事件只是幾次“大滅絕”事件中的一次

這一觀點由英國天文學家威廉·麥克雷于1975年提出。他認為，地球穿過星際塵埃帶會引發冰川期。同一年，天文學家米切爾·比格爾曼與馬丁·里斯指出，塵埃可能會影響太陽粒子作用于地球大氣層的方式，使地球遭受大量輻射，引發滅絕事件和氣候變化。

如今，二村重提麥克雷的觀點，認為希克蘇魯伯撞擊事件似乎沒有足夠大的毀滅力，造成白堊紀末期的重大滅絕事件。

不過，眼下這也大都是臆測。加拿大薩斯喀徹溫省里賈納大學的天文學家馬丁·比奇說：“這一觀點非常有趣、貌似有理，讓我震驚不已。不過，至今還沒有得到充分的證實，也沒有確鑿的證據來支持。”

6600萬年前發生的滅絕事件只是幾次“大滅絕”事件之一，幾次“大滅絕”中，全球許多物種似乎瞬間就消失得無影無蹤了。

最起碼，幾次“大滅絕”是由地球以外的作用力造成的。

最大的滅絕事件發生于2.52億年前的二疊紀末期，當時多達9 6%的地球生物似乎都滅絕了，現在的所有生物都是當時幸存下來的那4%的生物的后代。因此，我們很容易推想，如果滅絕事件未曾發生，進化史就會截然不同。其他物種相繼滅絕后，得以幸存的物種就有機會繁衍發展，變得更加多樣化，否則，根本不可能有這樣的機會。

長期以來，古生物學家一直在探討幾次“大滅絕”的原因。

如同蝴蝶效應一樣，造成幾次“大滅絕”的原因很可能是生態系統的運作方式自身造成的。所有生物都相互依存，一個小種群的小變化，可能會造成多米諾骨牌效應，沖擊整個系統。

不過，更有可能的是，幾次“大滅絕”事件是由地球以外的作用力造成的。

三疊紀末期發生過一次“大滅絕”事件。當時地球上約有一半物種從此消失了。這次事件可能是由火山活動頻繁造成的，還可能造成了氣候變化。不過，也有可能是由隕石撞擊事件所致。

到目前為止，大約每隔2600萬年就會出現一次“大滅絕”。

災難性的撞擊事件或許并非偶然，并非離群的小行星或者彗星偶然撞到了地球，而是因宇宙環境不斷地讓這些天體靠近地球。

最廣為人知的觀點是，太陽有一顆暗淡的伴星，名為“復仇女神”或者“死亡之星”。因其距離太陽很遠，所以沒能直接觀測到。這顆伴星可能會定期吸引太陽系邊緣的許多冰冷巖石塊沖入地球。

這一觀點由兩個天文學家團隊于1984年提出：一個是丹尼爾·惠特邁爾和艾伯特·杰克遜，另一個是馬克·戴維斯、理查德·馬勒和皮特·哈特。1984年年初有一項發現，認為在過去的5億年里，大約每隔2600萬年，就會出現一次“大滅絕”。這些天文學家都受到了這一觀點啟發。

沿著離太陽1.5光年的軌道圍繞太陽旋轉的“復仇女神”的引力，會干擾奧爾特云。奧爾特云是大團的冰冷物體，在冥王星運行軌道外0.8光年至3光年遠的地方，受到的太陽引力不強。奧爾特云產生許多長周期彗星，這些彗星每隔幾百年才會回到太陽系內部一次。

我們在太陽系中很可能再也發現不了任何行星了。

“復仇女神”應該是一顆小恒星：或許是顆紅矮星，也或許是一顆比木星大不了多少的褐矮星。因此，先前沒有發現它，也沒什么好大驚小怪的。即使用最先進的望遠鏡，在這么遠的地方也很難發現它。

不過，這并不是“復仇女神星”理論的唯一問題。

2010年發表的一項研究報告中，就職于美國堪薩斯大學的天體物理學家阿德里安·梅洛特與就職于華盛頓特區史密斯學會的古生物學家理查德·班巴奇，利用最新數據再次分析了化石記錄。他們確證每2700萬年就發生一次“大滅絕”事件。不過，他們也認為這太過規律，無法與“復仇女神星”理論相吻合。這么遙遠的小恒星一定會受到周圍恒星的干擾，造成不規律的彗星匯集現象。

但也有觀點認為，“大滅絕”浪潮可能不是由伴星所致，而是由另一顆行星所致。

1985年，惠特邁爾及其同事約翰·馬泰塞提出，可能還有相對較小的巖質行星，質量大約相當于地球的5倍，遠離海王星，繞著太陽系軌道運行。巖質行星可能會從近處的柯伊伯帶而非奧爾特云中吸出許多彗星。柯伊伯帶是太陽系邊緣的又一圈冰冷巖石。惠特邁爾與馬泰塞將他們假想的物體命名為“X行星”。

我們很有可能再也無法在太陽系中發現另一顆行星了，哪怕是一顆只比地球大一點的行星。2015年，“新視野”號宇宙飛船抵達冥王星及其衛星卡戎，辨認出柯伊伯帶中的其他巨型天體。X行星漆黑一片，也不反光，我們根本無法進行天文觀測。

海洋物種的種類每6200萬年波動一次。

2016年1月，天文學家提出，太陽系中存在第九顆行星，在海王星之外的軌道上運行，質量大約是地球的10倍。這是觀測到柯伊伯帶天體的清晰圖像后提出的，證明這些天體似乎受到一種看不見的力的干擾。

假如的確存在第九顆行星，可能不會像X行星那樣運行。不過第九顆行星的說法表明，我們并不知道外太空究竟有什么。

惠特邁爾現就職于美國阿肯色大學，他對X行星的假設進行了深入的研究。在2015年的一項研究報告中，他說，X行星假設與梅洛特和班巴奇每2700萬年出現一次“大滅絕”的理論是一致的。此外，惠特邁爾認為，能解釋化石記錄中另一種振蕩現象的，還有一顆這樣的行星，就叫Y行星。

2015年，理查德·馬勒和羅伯特·羅德提出了以下模式。他們發現，海洋物種的種類每6200萬年波動一次：這種變化由滅絕率變化或新物種形成率變化引起。

梅洛特認為，這些模式貌似是由一些“隱而不顯的”行星造成大量彗星撞擊事件引起的。不過，也有可能是由其他更久遠的宇宙事件引起的。

2007年，梅洛特與他的同事米哈伊爾·梅德韋杰夫提出，每6200萬年的波動可能是由太陽系定期穿越銀河系引發的。

宇宙射線撞擊事件可以改變大氣層的化學成分。

銀河系的形狀有點像盤子。銀河系轉動時，太陽在銀道面上起起落落，很像一匹旋轉木馬，可以改變穿過太陽系照射到地球的宇宙射線量。

宇宙射線由一些能夠射穿太空的高能亞原子粒子構成，比如質子和電子。這些射線源于高能的天文進程。有的似乎源于超新星（燃料耗盡后便會爆炸的恒星），還有的源于其他星系中心的黑洞。

宇宙射線影響地球環境，進而影響進化過程的方式是多種多樣的。

宇宙射線本身有害。與空氣中的分子碰撞時會產生粒子流，導致基因突變，對生物有害。不過，低水平突變可增加優勝劣汰后銳減的生物種類，促進生物多樣化。

宇宙射線撞擊事件還可以改變大氣層的化學成分。撞擊時會產生許多帶電粒子，影響云層形成、氣候，還可能破壞保護地球免受太陽有害紫外線輻射的臭氧層。

來自太空的致命射線似乎真的是引起進化變化的原因之一。許多宇宙射線都源于銀河系內的超新星，因此，太陽系在銀河系中的起起落落會改變宇宙射線的通過率，影響到地球上的生物。

不過，奇怪的是，這種影響只顯現在海洋生物化石中。如今，連梅洛特本人都認為，這終究無法解釋化石記錄中每6200萬年的波動周期。2011年，梅洛特指出，起因可能是固有的地質“地球脈沖”現象，與構造活動變化有關。

梅洛特和他的同事認為，海洋的沉積巖成分中也有類似的變化模式。由板塊構造運動引起的造山速度和侵蝕速度變化也是如此。

超新星只有在距地球大約30光年的范圍內時，才會對地球造成毀滅性影響。

我們經常受到少量宇宙射線的輻射。不過，單個的超新星足夠接近太陽系時，就會引發致命的粒子爆炸。

與超新星一樣，恒星也在不斷爆炸，爆炸之際能夠照亮整個星系。其他星系每年也發生許多爆炸事件，不過，銀河系最近一次可見的爆炸事件發生在大約140年前。1572年也有一次，爆炸的那顆恒星通體發光，肉眼都能看得清清楚楚，天文學家第谷·布拉赫也親眼看到了。

“第谷超新星”在離地球7500光年遠的地方，距離遙遠，十分安全。假如爆炸發生時距離地球很近，麻煩就大了。高能粒子、X射線以及伽馬射線就會橫掃地球，造成毀滅性后果。

發生過這樣的事嗎？

據估計，超新星在距地球約30光年的距離內，才能對地球造成毀滅性影響，而在這個范圍內的恒星不多。

不過，在2002年的一份研究報告中，天文學家估計，在過去的1100萬年里，離地球大約420光年處可能有20顆超新星，組成恒星群，有的離地球只有130光年。化石記錄中可能有毀滅事件的依據。

射線破壞臭氧層后會造成間接危害。

當然，射線似乎在沉積巖留下了蛛絲馬跡。超新星將爆炸星球的外層及地球上稀有的原子播撒在太空中。

超新星留下的遺跡中有一種屬于鐵，名為鐵60，無法在地球上自然形成。1999年，在約500萬年前形成的深海地質構造富鈷結殼中，物理學家發現了大量的鐵60。科學家還在月球“土壤”中發現了鐵60，似乎產生于距地球320光年的兩顆超新星，它們的爆炸時間分別是約700萬年前和200萬年前。

這兩顆超新星爆炸在化石記錄中留下了痕跡。

2016年8月發表的一份研究報告中，德國慕尼黑工業大學的天體物理學家肖恩·畢曉普和他的同事指出，他們在化石氧化鐵晶體中發現了鐵60。這些晶體源于利用磁性氧化物使自身與地球磁場吻合的細菌。鐵60出現于280萬年至260萬年前形成的海洋沉積物化石中。

生物可能受到了這些超新星的干擾。

從遙遠地方傳來的X射線與伽馬射線本身并不構成直接威脅。畢曉普說：“這些射線穿不透地球大氣層，不會直接導致絕育或大滅絕。”

不過，他還認為，這些射線會破壞臭氧層，造成間接危害。“從南極地區出現臭氧洞后，我們就明白，隨著臭氧層日趨減少，來自太陽的紫外線會穿透地球表面，影響到生命有機體。”

天文學家納西索·貝尼特斯與同事計算過，遠距離的超新星可能會耗盡大氣層中的臭氧。

此外，2016年7月發表的一項研究報告中，梅洛特和他的同事提出，來自超新星的宇宙射線可能會增加到達地面的高能中子數和μ介子數，對陸生生物的輻射總量會翻3倍。研究人員認為，這會引發致癌突變和氣候變化。

大約260萬年前，上新世與更新世交替之際，似乎發生過一次小滅絕。不過，我們無法確定是否與超新星有關。

畢曉普認為，并無直接證據證明超新星影響了生物進化史。“數百萬年后，將極難證明這一點。”經過漫長的時間后，根本無法收集、檢測突變的基因化石，更無法進行事件前后的基因對比。

不過，還存在另一種更猛烈的宇宙爆發事件。

天空偶爾會出現伽馬射線爆發事件：釋放伽馬射線的大爆炸事件，持續時間在零點幾秒至幾小時之間。宇宙事件中，伽馬射線爆發是目前已知的能量最大的事件之一。質量超大的恒星爆炸時，就會產生伽馬射線。

地球歷史悠久，必然遭受過多次伽馬射線爆發的影響。

幸運的是，到目前為止，伽馬射線爆發只發生在遙遠的星系。不過，只要伽馬射線在近處爆發一次，超新星的爆炸就如同放鞭炮，完全是小巫見大巫。梅洛特說：“我們無法預測伽馬射線爆發，最起碼無法提前幾小時預測。”

幸運的是，梅洛特認為，只有在離地球足夠近的地方發生的伽馬射線爆發才威力無比，大約每隔1.7億年才發生一次，而且必須是在距地球10000光年內的地方。

這種概率微乎其微。2004年，梅洛特提出，大約在奧陶紀末期，也就是4.4億年前發生的生物大滅絕，可能與伽馬射線爆發有關。

此外，來自奧陶紀爆發的X射線和伽馬射線可能會嚴重破壞臭氧層，在大氣層形成濃密的氮氧化合物，使全球變冷。

梅洛特認為，奧陶紀晚期的生物大滅絕模式與上圖相符。淺水海洋生物接觸過的紫外線輻射可能比深水海洋生物多，遭受的射線沖擊似乎更嚴重。之后，氣候也明顯變得更冷了。

減小恒星質量，可能會阻止爆炸事件發生。

還會發生爆炸嗎？地球還剩大約20億年的壽命，20億年后，太陽會使地球膨脹，不適宜人類居住。2011年，比奇在一項分析報告中提出，在此之前，可能還有約20次超新星爆炸事件與一次伽馬射線爆發，距離地球足夠近，會對地球造成危害。這些數據令人觸目驚心。

梅洛特還說，我們可以估算出附近恒星的年齡，并能早早看到附近的超新星。獵戶星座中的參宿四是隨后（接下來的幾百萬年中的任意時刻）可能爆炸的最近的一顆。但因距離原因，不會造成任何危害。

比奇認為，為躲避引發災難性后果的超新星，我們甚至有可能去改造恒星的構造。他說：“文明人在知道超新星會出現在自己的棲息地附近后，為了生存，會選擇試造超級天體工程項目。”

或許可以通過減輕恒星質量或混入能延遲爆發的材料，來阻止爆炸事件發生。比奇說：“我不清楚物理操作過程，不過，物理原理及延長恒星壽命的行為卻很好理解。”

比奇認為，變成超新星之前的恒星，可能是更文明的外星人的理想棲居之地。如果恒星開始表現得異常，就意味著出現了有意的干預活動。

威脅地球生物的宇宙因素還可能更加古怪。

就職于哈佛大學的物理學家麗薩·蘭道爾在2015年出版的專著《暗物質與恐龍》中寫道，神秘的宇宙暗物質可能是恐龍的最終殺手。

古怪的暗物質會在銀道面上形成一個圓盤。

暗物質沒有與光發生相互作用，因此，我們無法直接看到它。暗物質只會利用引力來影響普通物質：暗物質有質量，所以和其他物質一樣，有重力作用。

我們不知道暗物質到底是什么，還未曾探測到暗物質中的一個粒子。不過，大多數物理學家和天文學家都認為暗物質是存在的。如果沒有暗物質，星系的轉速這么快，必然會散落。

暗物質的質量估計是普通物質的1倍至5倍，公認呈球狀暈圈，圍繞在星系周圍。

蘭道爾認為，有種暗物質與其他暗物質截然不同。

除重力外，“古怪的暗物質”還可能承受著另一種作用力，類似于使普通物質與光相互作用的電磁力。暗物質會在銀道面上形成圓盤，太陽系穿越圓盤時可能會干擾奧爾特云中彗星的軌道，引發了6600萬年前的大滅絕。

就職于紐約大學的生物學家邁克爾·蘭皮諾進一步拓展了這個觀點。他在2015年發表的一篇研究報告提出，暗物質粒子可能在地核處被捕獲與破壞，釋放出足以引發火山活動的能量，造成與大滅絕有關的地球脈沖現象（如梅洛特所言）。

在可預見的未來，我們不希望發生會造成行星毀滅的隕石撞擊事件。

也許吧。不過，一些科學家認為，這大都屬于臆測。在宇宙學研究領域，蘭道爾屬于科學超級明星，假如這不是她提出來的，可能不會引起太多關注。

梅洛特說：“為了弄清楚蘭道爾的體系，必須找到新的物理方法。”

比奇表示贊同：“我認為蘭道爾的觀點貌似很玄。”

不過，他補充道，銀河系是否有圓盤狀暗物質還不清楚，“但是，由于我們對銀盤內暗物質的分布和組成知之甚少，在當下尚不確定的階段內，蘭道爾的觀點是可行的”。

說句老生常談吧：觀點有趣無比，但全都是臆測。我們應該相信嗎？

上述所有觀點都未經證實，許多都是臆測。不過，仔細想想，地球上的生物似乎毫無疑問地涉及（并取決于）各種宇宙作用力，難點在于確定每個具體事件是由哪種宇宙現象引起的。

漫長的時間跨度后，這些作用力會消耗殆盡，因此，無須擔心對生物圈的潛在威脅。當然，最明智的做法肯定是時刻保持警惕，但是沒有人希望在可預見的未來里發生隕石撞擊事件，造成行星毀滅。

不過，也不是說人類文明就可以擺脫各種太空威脅。

梅洛特說，我們最應該關注太陽耀斑。太陽耀斑是來自太陽的突然爆發活動，會將高能粒子和輻射噴涌到地球上。太陽耀斑產生的電磁脈沖會嚴重破壞遠程通信。

天文事件也可能是地球生物的福分，而非負擔。

1859年的天文事件嚴重破壞了早期的電報通信網，使得運營商震驚不已，當時產生的火花還引發了火災。如今，我們更依賴于電信網，后果也會更致命。2012年，我們與太陽超級風暴擦肩而過，幸免于難，但1989年的天文事件卻破壞了加拿大的電網。

假如天文事件真的會讓文明難以為繼，那也會在進化記錄中留下印記，但會阻止人類正在咎由自取的大滅絕。這是相當有諷刺意味的。

因此，天文事件可能是地球生物的福分，而非負擔，會讓我們有所收斂，本分行事，并意識到，在宇宙面前我們是多么微不足道。