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人类祖先为何直立行走?要从远古超新星引发闪电说起

科普小知识2022-05-26 09:53:58
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人类祖先为何直立行走?要从远古超新星引发闪电说起

据外国媒体报道,几百万年前,超新星爆炸带来的巨大能量可能导致我们的祖先学会直立行走。

那时,超新星爆炸释放的能量触发了地球上闪电的急剧增加。这些雷击引发了世界各地的森林火灾,导致热带草原的出现,取代了烧焦的林地。八百万年前,我们的祖先靠四肢生活在这些森林里。后来,为了适应新的平原,人类逐渐进化成用两只脚直立行走。

到底是什么导致我们的古代祖先站直并开始用双脚行走?这是什么时候发生的?关于这些问题,各种假说仍在争论之中。

美国堪萨斯大学的研究人员称,这一变化是由超新星爆炸引起的连锁反应。这些恒星到达了它们生命的尽头,在从上新世到冰河时期的过渡期间,它们爆发时产生的能量到达了地球。早在800万年前,地球就开始受到这些宇宙能量的轰击,并在260万年前达到顶峰。

这些超新星能量引发了低层大气中的电子雪崩,而由能量波引起的大气电离引发了闪电,导致了非洲东北部的森林火灾,那里被摧毁的森林被巨大的混合森林和开阔的草原所取代。

人类祖先为何直立行走?要从远古超新星引发闪电说起

这意味着我们远古的人类祖先不再需要爬树了。正因为如此,人类逐渐进化成两条腿直立行走。然而,在这个时候,人类的祖先主要是适应爬上爬下的树木。当森林变成大草原时,他们需要更频繁地从一棵树走到另一棵树,穿过草原,从而逐渐变得擅长直立行走。它们可以俯瞰草地,注意捕食者。从森林到草原的变化使得两足动物在人类祖先中越来越占主导地位,并最终进化成直立人。

基于世界各地海床上的一层铁-60沉积物,天文学家确信超新星爆炸发生在地球附近,从上新世到冰河时期的过渡时期。铁-60同位素在地球上极其罕见,而且没有已知的自然生成方法。因此,从逻辑上讲,这层沉积物应该来自太空。研究人员根据铁-60沉积物估算了超新星和地球之间的距离,并计算了超新星爆炸产生的宇宙射线对大气的电离效应。

电离是原子或分子通过获得或失去电子而获得负电荷或正电荷的过程。在正常情况下,宇宙射线不会穿透大气层太厚,以至于不会发生低水平电离。然而,超新星释放的辐射能量更高,将直接到达地球表面,因此许多电子将在大气中电离。

人类祖先为何直立行走?要从远古超新星引发闪电说起

低层大气中的电离意味着大量电子将形成更多的雷击路径。当高能宇宙射线击中大气中的原子和分子时,它们会将电子击倒,这些电子会四处游走,而不是被束缚在原子上。

当云层之间或云层与地面之间的电压积累到一定程度时,就会发生闪电,并且随着电离的出现,这一过程更容易开始,从而会发生更多的雷击。

科学家在土壤中发现的碳沉积也支持闪电引发森林火灾的可能性。这些沉积物所处的地层与宇宙射线轰击的时间相吻合,为这一理论假说提供了更多的证据。

但别担心,类似的事件短期内不会再发生。参宿四距离地球652光年,是离地球最近的恒星,它可能在未来100万年内爆炸成超新星。

什么是超新星?

人类祖先为何直立行走?要从远古超新星引发闪电说起

超新星是一些恒星在演化接近尾声时发生的剧烈爆炸,它发出极其明亮的光,并将恒星物质和辐射能喷射到太空中。超新星只会燃烧很短一段时间,但它能告诉科学家很多关于宇宙起源的信息。

科学家从一种超新星的研究中了解到,我们生活在一个膨胀的宇宙中,这个宇宙的膨胀速度越来越快。科学家们也相信超新星在宇宙中不同元素的分布中起着关键作用。

超新星主要有两种已知类型。第一种类型出现在双星系统中。其中一颗恒星是碳氧白矮星,它从它的伴星窃取物质。最终,白矮星积累了太多的物质,并爆发成超新星。

第二种类型的超新星发生在恒星生命周期的末期。当恒星耗尽核燃料时,它的一些物质会流入核心。最终,恒星核心由于质量太大而无法承受自身重力而坍塌,导致另一次剧烈爆炸。

地球上发现的许多元素都是在恒星的核心形成的。在超新星爆炸中,这些元素被抛入太空,它们将继续形成新的恒星、行星和宇宙中的其他一切。(任天)