在探索地球生命起源的漫长历程中,一个长期困扰科学界的谜题是:为何地球在形成后的前几亿年里,几乎找不到生命存在的痕迹,而生命迹象却突然在约38亿年前集中涌现?这一时间上的巨大空白,激发了科学家们对地球早期历史的深入探究。而月球,这颗地球的天然卫星,因其缺乏大气、水和板块活动,成为了记录地球早期遭遇的“活档案”。
上世纪六七十年代,阿波罗任务带回的月岩样本,为科学家们提供了揭开这一谜团的关键线索。通过对月岩中“撞击熔融岩”的放射性年龄测定,研究者们发现了一个惊人的事实:这些岩石最后一次被熔化的时间,并非均匀分布在月球的整个历史中,而是高度集中在大约38亿至41亿年前。这一发现,被命名为“晚期重轰炸”假说,暗示着月球(以及地球)在那段时期内遭受了密集的陨石撞击。
然而,这一假说的提出并非没有争议。阿波罗十五号、十六号和十七号的着陆点选择在雨海、酒海和澄海等大型撞击盆地附近,这一选址策略后来成为了争议的核心。有观点认为,如果这些月岩样本实际上都源自同一次或少数几次大型撞击事件,那么所谓的“撞击集中期”可能只是采样偏差所导致的错觉。
为了解释晚期重轰炸的可能原因,科学家们提出了多种模型。其中,“尼斯模型”因其解释力强而广受关注。该模型认为,早期太阳系外侧存在大量未形成行星的星子。在大行星形成约7亿年后,木星和土星的轨道迁移引发了引力扰动,导致这些星子被扫向内侧,最终撞击了类地行星和月球。流体动力学模拟显示,撞击速度的增加会显著放大熔融体的体积,这意味着即使撞击次数没有显著增加,撞击的破坏力也可能大幅上升。
有趣的是,地球早期生命迹象的出现时间与晚期重轰炸的尾声高度吻合。格陵兰Isua地区约38亿年的碳同位素信号、澳大利亚和南非约35亿年的叠层石等证据,都出现在轰炸结束后的不久。这是否意味着生命在轰炸停止后才得以开始?还是说生命早已存在,只是其记录被撞击事件所抹去?这一谜题至今仍未得到解答。
随着航天技术的不断进步,科学家们对晚期重轰炸假说提出了新的挑战。例如,嫦娥六号任务带回的月球背面样本,为这一假说提供了新的数据支持。一些研究者认为,最古老的撞击坑可能已被后来的撞击事件所“翻耕”掉,因此我们无法直接观察到它们。比利时布鲁塞尔自由大学的Philippe Claeys评价称,这些新数据“既令人兴奋又充满挑战”,晚期重轰炸的支持者们“将面临一场硬仗”。
晚期重轰炸假说不仅关乎地球生命的起源,更对寻找外星生命具有重要启示。如果撞击确实是行星系统演化过程中的一个“装修期”,那么生命能否在某颗行星上起步,就不仅取决于其位置和质量,还取决于其系统何时能够安静下来。然而,对于距离地球数十光年外的行星,我们目前只能测量其年龄、质量和轨道等基本信息,而无法直接了解其撞击历史。因此,在寻找宜居世界的过程中,我们或许应该更加关注那些已经“熬完施工期”的行星。











