一个奇特的假说将超新星爆发与人类直立行走的能力联系起来

我们需要更多证据。
这张 NGC 2440 的图像显示了类似太阳的恒星“最后的辉煌”。这颗恒星通过抛射出气体外层来结束生命,这些气体在外层形成了围绕恒星剩余核心的“茧”。来自垂死恒星的紫外线使物质发光。这个燃烧殆尽的恒星,被称为白矮星,是中心那个白点。

来自太空的物体可能对试图在地球上“悠闲生活”的生命体产生巨大影响。最明显的例子是小行星撞击,它轻易地消灭了地球上四分之三的动植物。太可怕了。但有时,太空中的那些“乱七八糟”的东西会做一些更奇怪的事情。在一篇新发表于《地质学杂志》的论文中,科学家们提出,一系列遥远的超新星——在数百万年前爆炸的恒星——可能促使早期人类祖先学会了直立行走。

如果你愿意,可以再读一遍这部分,但它不会变得不那么离奇。一堆恒星在别处发生灾难性的爆炸,怎么可能导致智人(Homo sapiens)的直立行走呢?让我们一步一步来分析。

堪萨斯大学的天体物理学家、这篇新论文的首席作者阿德里安·梅洛特(Adrian Melott)在其职业生涯的大部分时间里都在研究超新星。但就在几年前,研究人员在全球范围内发现了铁-60(iron-60)的沉积物,暗示着一组特定的超新星在同一时期从同一距离爆炸。我们可以利用这些沉积物来确定,这些超新星发出的射线最早在 800 万年前开始撞击地球,并在 260 万年前达到能量峰值。对梅洛特和他的同事来说,这个时间距离与大约 123 光年外一个名为“本星系团泡”(Local Bubble)的区域的活动相吻合——该区域拥有看起来像是被一系列超新星吹出来的热气体。最初爆炸的恒星质量可能是太阳的九倍。

“我们决定提出这个问题:这些超新星会产生什么结果或可能产生什么后果?”梅洛特说。

超新星爆炸对地球本身的影响尚未得到广泛研究。最早探讨这一问题的论文发表于 20 世纪 50 年代,重点在于近距离爆炸是否可能引起或促成地球上的大规模灭绝事件。然而,梅洛特新论文的新颖之处在于,它着重研究了中等距离的超新星是否也可能对地球上的生命产生了环境影响。

而且应该会有一些影响,对吧?超新星会发出宇宙射线,就像其他天体爆炸一样,而这些能量可以产生实际的影响,例如引起温度波动。更重要的是,科学家们计算出,超新星释放的宇宙射线的能量高达一千万亿伏特。那可是 15 个零!普通的宇宙射线能量通常不超过十亿伏特(9 个零)。“这些射线的能量是我们通常遭受的宇宙射线的百亿倍,”梅洛特说。

梅洛特和他的合著者、来自堪萨斯州托皮卡的沃什伯恩大学(University of Washburn)的布莱恩·托马斯(Brian Thomas)开始怀疑,这些宇宙射线是否强大到足以电离(带电)地球大气层中的粒子,直到地表。“这不正常,”梅洛特说。“通常情况下,它们会在平流层高度就衰减了。但由于这些射线能直达地面,它们会电离整个大气层中的粒子,这意味着更多的云对地闪电。”大气层的电离提供了更多的自由电子和离子,为闪电的产生创造了导电通路。因此,作为这些超新星的直接后果,你可能会预计闪电的发生次数会增加多达 50 倍。

两人进行了一些计算模型,证实了这种行为,这又回到了该论文的离奇理论。梅洛特和托马斯认为,超新星引起的闪电激增可能导致了一连串的森林火灾(证据是与这一时期相符的烟灰和碳沉积物增加)。这些森林火灾可能烧毁了东北非的许多森林,将其转化为草原。近年来,有人提出这些地区向草原的转变可能促进了早期人类物种的直立行走。随着树木稀疏点缀着地表,直立行走将是更节能的从一地到另一地的导航方式。没有树木可以栖息,站立至少可以让早期人类(hominins)瞥见潜伏在Tall Grass中的任何捕食者。

不幸的是,这个理论并不能很好地契合我们已知的关于人类进化的知识。“对我来说,很明显这是由那些不直接从事化石记录研究的人写的,”美国自然历史博物馆的生物人类学助理策展人阿什利·哈蒙德(Ashley Hammond)说。“那些研究化石记录的人会告诉你,在 260 万年前,当这些超新星达到峰值时,直立行走已经根深蒂固了。”直立行走的起源可以追溯到更早的 440 万年前——比梅洛特和托马斯所说的超新星系列达到峰值的时间早了大约两百万年。

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“直立的器官实际上非常古老,”哈蒙德说。“它们是人类谱系、人科谱系真正的第一个标志。试图将发生在 260 万年前的事情联系起来有点牵强。”哈蒙德认为,如果有人想将超新星与进化联系起来,那么将它们与人科直立行走的出现联系起来就说不通了,而应该与“人属”(Homo)的出现联系起来。我们在化石记录中最早出现是在 280 万年前,而“人属”从大约 200 万年前开始数量增多。

此外,我们仍然不清楚具体哪些因素促成了人类祖先直立行走的兴起。“这仍然是一个很有争议的问题,”哈蒙德说。草原假说是科学家们讨论的问题之一,而且很可能是一个促成因素。但关于非洲景观何时开始失去树木并转变为Tall Grass,以及森林火灾在多大程度上促成了这一过程,也存在疑问。

梅洛特首先强调,他和托马斯都不是古生物学家。他称这篇论文的观点是“理论预期”,并表示他认为这些发现更多地是为一项旨在建立一个更强有力的闪电形成理论的更大努力做出贡献,而他对闪电的形成表示“不甚了解”。讽刺的是,这也提出了该论文最主要的限制之一:如果我们不清楚闪电的成因,那么这些超新星是否真的造成了足以烧焦地球并烧毁所有这些森林的闪电激增,这一点尚不清楚。“我们的整个想法在很大程度上取决于宇宙射线能够引发闪电的这个想法,”梅洛特说。

毫无疑问,作者们在这里建立了一个非常有趣的联系。但共识很明确:如果我们真的要调查本星系团中的超新星是否是我们说话和直立行走的原因,我们就需要更多切实的证据。

 

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