1.3　重轰炸与撞击

1.3.1　晚期重轰炸

晚期重轰炸，又称为月球灾难，是指约38亿～41亿年前，在月球上形成大量撞击坑的事件，对地球、水星、金星及火星亦造成影响。这个事件的证据主要是基于月球样板的测年结果，大部分陨击熔岩都是在同一段时间内出现。

导图

人物小史与趣事

★关于晚期重轰炸的争议

纵然月球灾难说广为人知，且动力主义者正努力寻找其成因，但必须留意的是此学说仍然备受争议。目前主要有两个争议：一是撞击年代的聚集可能是因从单一盆地采样的结果；二是缺乏老于41亿年前的陨击熔岩是因该样板已经灰化或它们的年代已重置。

第一个争议涉及从阿波罗计划降落位点采集的陨击熔岩的源头。虽然这些陨击熔岩普遍被认为是来自最近的盆地，但仍有争议认为大部分是来自雨海盆地。雨海盆地是最年轻及最大的多环盆地，位于月球近中央部分。量化模型显示大量的喷出物都会在阿波罗计划降落位点出现。根据这样的假说，陨击熔岩年代聚集在39亿年前只反映其样板都是采集自同一撞击雨海的年代，而非多个。

第二个争议针对缺乏超过41亿年前的陨击熔岩。其中一个假说指出一个较老的陨击熔岩实际是存在的，但因在过往的40亿年间不断受撞击的影响，其年龄已经被重置，而不涉及什么灾难。再者，这些想象的样板有可能已经灰化得很细小，不能通过一般的放射性测定年代法来确定年代。

1.3.2　地球上的生命

现在，被科学界普遍公认的关于生命起源的假说是“化学起源说”，这一假说认为，约38亿年前，地球上的生命是在地球温度逐步下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。那么，地球上的生命到底是怎样产生的呢？

导图

1.3.3　寒武纪生命大爆发

大约5亿4200万年前到5亿3000万年前，在地质学上称为寒武纪的开始，绝大多数无脊椎动物在这1000多万年时间内出现了。这种几乎是“同时”地、“突然”地在1000多万年时间内出现在寒武纪地层中的门类众多的无脊椎动物化石（节肢动物、软体动物、腕足动物和环节动物等），而在寒武纪之前更为古老的地层中长期以来却找不到动物化石的现象，被古生物学家称为“寒武纪生命大爆发”，简称“寒武爆发”，这也是显生宙的开始。

导图

人物小史与趣事

★寒武纪生命大爆发的代表——云南澄江生物群

寒武爆发的典型代表是被称为“20世纪最惊人的科学发现”之一的我国云南澄江生物群，它是世界上目前所发现的最古老且保存最为完整的带壳后生动物群。该生物群是我国青年古生物学家侯先光1984年在云南澄江县帽天山首先发现的。这是一个内容十分丰富、保存非常完美、距今约5.7亿年的化石群，其成员包括水母状生物、三叶虫、具附肢的非三叶的节肢动物、金臂虫、蠕形动物、海绵动物、内肛动物、环节动物、无铰纲腕足动物、开腔骨类、软舌螺类以及藻类等，甚至还有低等脊索动物或半索动物（如著名的云南虫）等。该生物群的许多动物的软组织保存完好，为研究早期无脊椎动物的形态结构、生活方式、生态环境等提供了极好的材料，同时也成为了探索地球上带壳后生动物爆发事件的重要窗口。

我国云南澄江生物群的发现，使得我们对前寒武纪晚期到寒武纪早期生命的进化发展有了较为清晰的认识。它在生物进化上的意义至少可以概括为两点：

首先，该生物群的发现，再次证实了“生命大爆发”的存在，并成为“寒武爆发”理论的重要支柱。同时，它还是联系前寒武纪晚期到寒武纪早期生命进化过程的重要环节。

在该生物群被发现前的20世纪内，就有过两次激动人心的古生物学发现：一次是1910年在北美发现的距今约5.3亿年的中寒武纪的布尔吉斯生物群，而另一次则是1947年在澳大利亚南部发现的距今6.8亿～6亿年之间的埃迪卡拉生物群。我国云南澄江生物群成了联系布尔吉斯生物群和埃迪卡拉生物群之间的重要环节，随着对澄江生物群研究的深入，埃迪卡拉、澄江、布尔吉斯3个生物群之间的演化关系会更加清楚。

其次，澄江生物群的发现为“间断平衡”理论提供了新的事实依据，并对达尔文的进化论再次造成冲击。“间断平衡”理论认为，生物的进化并不像达尔文及新达尔文主义者所强调的那样是一个缓慢的连续渐变积累过程，而是长期的稳定（甚至不变）与短暂的剧变交替的过程，从而在地质记录中留下许多空缺。澄江生物群的发现说明生物的进化并非总是渐进的，而是渐进与跃进并存的过程。

1.3.4　杀死恐龙的撞击

恐龙是生活在大约2亿3500万年前至6500万年前、部分能以后肢支撑身体直立行走的一类动物，支配全球陆地生态系统长达1亿7000万年之久。恐龙最早出现在约2亿4000万年前的三叠纪，灭亡于约6500万年前的白垩纪所发生的中生代末白垩纪生物大灭绝事件。那么，像恐龙这样一个庞大的、占统治地位的种族，为什么会突然之间从地球上消失呢？

导图

人物小史与趣事

★恐龙灭绝之谜

在两亿多年前的中生代，许多爬行动物在陆地上生活，因此中生代又被称为“爬行动物时代”。恐龙是所有陆生爬行动物中体格最大的一类，它们很适于生活在沼泽地带和浅水湖里，那时的空气温暖而潮湿，食物也很容易找到。因此，恐龙在地球上统治了一亿多年的时间，但是不知道什么原因，它们在6500万年前很短的一段时间内突然灭绝了，今天人们看到的只是那时留下的大批恐龙化石罢了。

来自中国的古生物学家和物理学家黎阳，于2009年在耶鲁大学发表的论文引起了国际古生物学界的轰动，他和他的中国团队在6534.83万年前形成的希克苏鲁伯陨石坑K-T线地层中发现了高浓度的元素铱，其含量超过正常含量232倍。如此高浓度的铱只有在太空中的陨石中才可能找到，地球本身是不可能存在的。根据墨西哥湾周围铱元素的含量精确测定，当时是一颗类似小行星的天体撞击了地球中美洲地区，撞破了地壳，导致地球内部岩浆汹涌喷出，造成了超级火山爆发。从古玛拉岩石中测出这次爆发的威力远远高于黄石超级火山最大的能量（普通火山口的直径也就是几百米，而这次被撞击出的口子直径超过148千米），整个地球被浓浓的火山灰和毒气所覆盖，地球上的生物由于长时间见不到阳光和月光，植物无法进行光合作用，大气层氧气含量极低。综合这些因素造成了此次生物的大灭绝。以前学术界都是将“外来天体撞击说”和“火山喷发说”分开讨论的，但这两个假说都有相当大的缺陷：光是外来天体的撞击不足以影响那么严重，时间那么久，范围那么远（全球性的）；而地球上的火山活动本身就很多很剧烈，但都不足以引起如此大的生物灭绝（包括黄石超级火山在内）。而中国学者黎阳所提供的论证方向和证据完美地解答了国际古生物界的长期疑问，两者的结合才可能造成如此严重的地球生物大灭绝。

如果按照单独的事件来定论恐龙灭绝的原因，并不能充分说明动植物在体型结构上的共同进化特征。这一共同的进化特征并不局限于某一地域，这就充分说明了共同进化特征只能是来源于地球引力的加重，才导致了环境重力对于动植物的限制约束。

1.3.5　亚利桑那撞击

美国亚利桑那州在约5万年前曾受到陨石撞击造成直径0.74英里（约1.2千米）的陨石坑。那么，这次撞击究竟是怎么回事呢？

导图

人物小史与趣事

★亚利桑那陨石坑

亚利桑那陨石坑又叫巴林杰陨石坑，是亚利桑那沙漠中一个直径1.2千米、深167米的巨大陨石坑，是大约5万年前一块陨石撞击地球而形成的。那块陨石的主要成分是铁，宽可达几十米。美国亚利桑那州巨型陨石坑一直以来都是科学界的谜团，这个陨石坑位于美国亚利桑那州的弗拉格斯塔夫附近，这里也是科学家研究陨石碰撞最热门的地区。

亚利桑那大学杰伊·米劳施和伦敦帝国理工学院加雷思·柯林斯两位行星科学家在《自然》杂志上发表研究文章，他们认为5万年前撞击美国亚利桑那州的陨石仅仅是一个大型陨石的碎块。通过科学计算得出，陨石以72000千米的时速撞击地面，可以形成一个直径1.2千米、深达167米的陨石坑。但如果是以如此快的速度撞击地面，应该释放出大量热能，陨石本身富含铁矿物质，碰撞产生的高温会使它们瞬间熔化，但在当地从未发现过有熔化铁矿石的遗迹。

新的研究解释，未发现熔化铁矿痕迹是因为这块陨石只不过是一个直径42米的巨型陨石脱落的最大碎块。进入地球大气层后，这块巨型陨石在海拔大约14千米的位置破碎，气压本身对于陨石起到缓冲的作用，并引起陨石的破碎。最后撞击地球的陨石直径约为20米，撞击释放出的能量相当于250万吨TNT炸药爆炸产生的能量，或者至少是150颗广岛原子弹爆炸产生的能量，释放的能量进入大气层，可以引发巨大震荡波。人类所知最近的一次巨型陨石撞击地球发生在1908年，当时一个直径估计为50米的陨石在俄罗斯通古斯附近8千米处撞击地面，爆炸产生的能量摧毁了2000多平方千米的森林。

1.3.6　宇宙学的诞生

宇宙学诞生于约5000年前，它指的是研究宇宙的本质、起源、演化的学问。现代宇宙学认为，宇宙不存在中心，大量的星球遍布宇宙各个角落。

导图