根據(jù)新的研究，如果近地小行星Bennu在未來與地球相撞，這塊太空巖石可能會造成重大的全球破壞，盡管它的大小只是消滅恐龍的小行星的一小部分。天文學(xué)家估計，本努在2182年9月有1/2700的幾率影響地球，相當(dāng)于0.037%的幾率。

根據(jù)最近對NASA的OSIRIS-REx任務(wù)返回地球的樣本的研究，這顆小行星包含生命的組成部分，是一塊直徑約為500米的中型太空巖石。據(jù)估計，一顆小行星在6600萬年前撞擊地球并導(dǎo)致恐龍滅絕，直徑約為10公里，是已知的最后一顆撞擊地球的大型小行星。

鑒于Bennu在未來產(chǎn)生潛在影響的可能性很小但并非不可能，一個研究小組模擬了這種碰撞對我們星球的影響，包括全球氣候以及陸地和海洋的生態(tài)系統(tǒng)。周三發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）雜志上的一項詳細(xì)研究結(jié)果。

根據(jù)這項研究，像Bennu這樣的中型小行星大約每100000到200000年與地球相撞一次。研究人員發(fā)現(xiàn)，這次襲擊可能導(dǎo)致全球進(jìn)入冬天，可能會減少降雨并使地球降溫，以及其他可能持續(xù)多年的影響。早期人類在以前的小行星碰撞中可能經(jīng)歷過類似的情況。

“我們的早期人類祖先之前可能經(jīng)歷過其中一些中型小行星撞擊事件，這些事件可能對人類進(jìn)化甚至我們自己的基因構(gòu)成產(chǎn)生潛在影響，”該研究的主要作者、韓國釜山國立大學(xué)IBS氣候物理中心（ICCP）的博士后研究員Lan Dai戴博士說。

研究人員使用氣候模型和ICCP的Aleph超級計算機(jī)為與地球的Bennu型碰撞運(yùn)行不同的場景，主要關(guān)注向地球大氣層注入1億至4億噸物質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，在小行星撞擊后的三到四年內(nèi)，我們星球的大氣化學(xué)和氣候發(fā)生了巨大的破壞。

起初，撞擊會產(chǎn)生一個強(qiáng)大的彈坑，并導(dǎo)致材料噴到撞擊地點(diǎn)附近的空氣中。戴博士說，這次碰撞也會產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波和地震。她說，撞擊釋放的大量氣溶膠和氣體可能會上升到大氣中，改變地球的氣候，產(chǎn)生揮之不去的影響。

如果Bennu襲擊海洋，它將引發(fā)大規(guī)模海嘯并向空氣中發(fā)射大量水蒸氣。這些事件可能導(dǎo)致全球高層大氣臭氧消耗，并可能持續(xù)數(shù)年。

“氣候活性氣溶膠，包括灰塵、煙塵和硫磺，可能會導(dǎo)致撞擊后多年的冷卻，”戴博士在一封電子郵件中說，“與氣溶膠驅(qū)動的冷卻相比，二氧化碳排放等溫室氣體可能會導(dǎo)致長期變暖?！?/p>

戴博士說，最強(qiáng)烈的情景是4億噸塵埃在地球大氣層中旋轉(zhuǎn)，將導(dǎo)致全球“全面進(jìn)入冬季”，即一段低溫、陽光減少和降水減少的時期。

高高飛到空中的塵埃顆粒會吸收和散射陽光，阻止其到達(dá)地球表面。缺乏陽光將導(dǎo)致全球氣溫迅速下降多達(dá)4攝氏度）。研究結(jié)果顯示，隨著全球氣溫驟降，降雨量可能會下降多達(dá)15%，因?yàn)榈孛嫔系恼舭l(fā)量會減少。根據(jù)這項研究，臭氧層也可能消耗多達(dá)32%。

研究作者指出，根據(jù)撞擊發(fā)生的地點(diǎn)，區(qū)域范圍內(nèi)的影響可能會更嚴(yán)重。

“我們的結(jié)果表明，大氣壽命長達(dá)2年的塵埃顆粒可能會在撞擊后4年多內(nèi)造成全球撞擊冬天，”戴博士說，突然影響的冬季將為植物的生長提供不利的氣候條件，導(dǎo)致陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)的光合作用最初減少20-30%。這可能會對全球糧食安全造成大規(guī)模破壞。

雖然現(xiàn)代人類沒有經(jīng)歷過小行星撞擊，但戴博士將環(huán)境影響與其他“阻陽災(zāi)難”進(jìn)行了比較，例如大型火山噴發(fā)。

該研究中估計的全球變冷量與蘇門答臘島多巴山經(jīng)歷超級噴發(fā)時發(fā)生的情況相當(dāng)，該噴發(fā)被認(rèn)為是地球歷史上最大的噴發(fā)之一，可能在74000年前擾亂了全球氣候。

哈佛大學(xué)地球與行星科學(xué)助理教授Nadja Drabon說，研究結(jié)果與地球歷史上早期撞擊的研究影響非常吻合?！斑^去的許多影響要大得多，它們的影響往往更嚴(yán)重、更持久，”Drabon說，這項研究特別有趣，因?yàn)樗砻鳎词故窍鄬π〉挠绊懸部赡茚尫懦鲎銐虻幕覊m，嚴(yán)重限制光合作用，從而導(dǎo)致食物鏈中出現(xiàn)嚴(yán)重問題。我們相信類似的事件在地球歷史的早期就發(fā)生過，但初級生產(chǎn)力的下降幅度更大。

Drabon沒有參與這項研究，但撰寫了關(guān)于一塊巨大的太空巖石（估計有四座珠穆朗瑪峰大?。┰?32 億多年前撞擊地球時可能發(fā)生的情況的研究。

該研究最出乎意料的結(jié)果顯示了海洋浮游生物的不尋常行為。研究人員預(yù)計這些微小的生物會迅速減少并緩慢恢復(fù)。然而，海洋浮游生物很可能已經(jīng)在六個月內(nèi)恢復(fù)過來，之后可能會增加，“甚至達(dá)到在正常氣候條件下從未見過的水平”，戴博士說。

“我們能夠追蹤到這種對塵埃中鐵濃度的意外反應(yīng)，”該研究的合著者、ICCP主任、釜山國立大學(xué)杰出教授阿克塞爾·蒂默曼（Axel Timmermann）在一份聲明中說。

鐵是藻類的關(guān)鍵營養(yǎng)物質(zhì)，但在南大洋和熱帶太平洋東部等地區(qū)，這種礦物質(zhì)并不豐富。但是，根據(jù)這項研究，如果Bennu中的鐵含量很高并且分布在海洋中，它可能會引發(fā)前所未有的藻類大量繁殖，尤其是被稱為硅藻的富含硅酸鹽的藻類，長達(dá)三年。

藻類大量繁殖還會吸引浮游動物，浮游動物是以硅藻為食的小型捕食者。戴博士說：“模擬的過度浮游植物和浮游動物大量繁殖可能是生物圈的福音，可能有助于緩解與陸地生產(chǎn)力長期下降相關(guān)的新出現(xiàn)的糧食不安全。“

然而，獨(dú)特的硅藻水華可能會對生態(tài)系統(tǒng)多樣性產(chǎn)生有害影響。例如，在南大洋富含鐵的條件下，硅藻比小型浮游植物具有競爭優(yōu)勢。明顯的硅藻大量繁殖可能會阻止小型浮游植物的生長。

Drabon說，一些生命形式，尤其是簡單的單細(xì)胞生物，在地球上的過去已經(jīng)觀察到過。

接下來，研究人員計劃對早期人類對小行星撞擊的反應(yīng)進(jìn)行建模，模擬他們的生命周期以及他們可能如何尋找食物。

“重要的是要認(rèn)識到對地球的影響是不可避免的，只是它們何時以及會有多大的問題，”Drabon說，每個人都知道殺戮恐龍的影響。然而，較小的影響更有可能發(fā)生，因此研究它們的影響至關(guān)重要。