小行星如何激發地球上的生命

為了得出這些結論，研究人員模擬了小行星撞擊地球的早期歷史。他們的模擬表明，這些強大的碰撞使地球的地殼破裂，形成多孔的地下通道，使水能夠在地殼的上層循環。

團隊使用複雜的衝擊物理程式碼來模擬高速衝擊如何破碎堅固的岩石並形成不滲透區域。這是第一個測量小行星撞擊如何產生滲透性的綜合研究，滲透性是允許流體穿過早期地殼的重要特性。

「這個模型是開創性的，對於我們理解可能孕育生命的最早環境至關重要，」第一作者、瑞士研究院的阿曼達·亞歷山大說。 AGU進展 描述該研究的文章。 “雖然在恐龍滅絕的背景下通常被認為是災難性的，但撞擊轟擊對於為生命起源前的化學創造環境也至關重要。”

小行星如何重塑早期地球

地球形成於大約 45 億年前，很快就進入了強烈的小行星撞擊時期。這些高速撞擊粉碎了大量的地表岩石，同時使物質蒸發並將熔岩分散到整個景觀中。

每次碰撞產生的巨大熱量，加上地球的天然地熱，很可能將熱水輸送到新破裂的地殼中。由此產生的熱液系統，與黃石國家公園周圍的間歇泉網絡相當，可能為生命的起源和早期演化創造了合適的環境。

為了更好地理解這個過程，研究人員模擬了不同大小和速度的小行星的撞擊。他們還測試了不同的地殼成分和溫度條件，然後計算每次撞擊導致地殼破裂和滲透的程度。

根據模擬，早期的大規模撞擊可能產生的熱液活動是當今黃石地區發現的熱液活動的 100 倍。

亞歷山大說：「由於生命可能在熱液環境中起源或進化，因此了解和量化這些系統因早期地球撞擊而形成非常重要。」他指出，需要更多的研究來更好地定義這些古代熱液系統的特徵。

對地殼的長期影響

模型顯示，撞擊產生的岩石破裂量和滲透率主要取決於撞擊能量，而撞擊能量又受小行星的大小和速度控制。同時，這些斷裂區域內的滲透程度受到地球地溫梯度和地殼成分的影響。研究人員也估計了這些影響發生的頻率。

亞歷山大說：「利用轟擊歷史模型來推斷重複撞擊的累積效應，我們估計地殼上部 5 英里（8 公里）在 43 億年前是高度可滲透的，而這一體積的很大一部分可能在 35 億年前就已經是可滲透的。」 “這些結果表明，撞擊對於驅動早期地殼的熱液變化至關重要，並對地表環境的地球化學演化產生重要影響。