研究人员研究了这块岩石中的层层，并确定全球海啸是由 32.6 亿年前的 S2 陨石撞击引发的。
32亿年前，一颗巨大的陨石在海洋中掀起了惊涛骇浪，宛如一颗生命的“肥料炸弹”，为地球上最早的生命形式带来了意想不到的滋养。
这颗太空岩石，其体积之大，竟有四座珠穆朗玛峰那般巍峨，它在30多亿年前与地球发生了激烈的碰撞。而这场撞击，与6600万年前导致恐龙灭绝的那次灾难性撞击截然不同。那次撞击，一颗约10公里宽的小行星在现今墨西哥尤卡坦半岛的海岸线上坠毁，给地球带来了毁灭性的打击。然而，当这颗名为S2的陨石撞击地球时，地球还年轻，还处于一个截然不同的时代。
哈佛大学地球与行星科学助理教授纳贾·德拉邦表示，S2陨石的质量估计是引发恐龙灭绝的Chicxulub小行星的50到200倍。她还是周一发表在《美国国家科学院院刊》杂志上的一项新研究的主要作者，该研究详细描述了S2陨石的撞击及其深远影响。
在那个时候，地球上还没有形成复杂的生命形态，只有以细菌和古细菌形式存在的单细胞生命在海洋中摇曳生姿。海洋可能孕育着一些生命，但数量远不及今日，部分原因在于营养的匮乏。太古宙时期的海洋甚至被一些人描述为“生物沙漠”。那是一个水世界，几乎没有突出的岛屿，海洋可能呈现出富含铁的深绿色。
当S2陨石撞击地球时，全球陷入了混乱的漩涡。然而，这场撞击也激起了可能丰富细菌生命的成分。这些新发现可能会颠覆科学家们对地球及其新兴生命在地球形成后不久如何应对太空岩石轰炸的传统认知。
纳贾·德拉邦（右）与学生 David Madrigal Trejo 和 Öykü Mete 在南非进行实地考察时合影。
在地球历史的早期阶段，太空岩石频繁地撞击这颗年轻的行星。据研究作者称，直径超过10公里的“巨型撞击体”至少每1500万年就会撞击一次地球。这意味着在太古宙时期，至少有16颗巨型陨石撞击了地球，这一时间段从40亿年前一直持续到25亿年前。
然而，这些撞击事件的后果却鲜为人知。由于地球地质结构的不断变化，巨大的火山口被火山活动和构造板块的运动所掩盖，因此很难找到数百万年前发生的事情的确凿证据。
德拉邦是一位专注于早期地球地质学的专家，她对了解第一批大陆形成之前的地球情况以及猛烈的陨石撞击如何影响生命进化充满了浓厚的兴趣。
“这些撞击事件一定对地球上生命的起源和进化产生了重大影响，但具体影响方式仍然是一个未解之谜。”德拉邦说道，“在我的研究中，我希望能找到巨大的撞击如何影响早期生命的实际‘确凿’证据——请允许我使用一下双关语。”
为了寻找线索，德拉邦和她的同事们踏上了实地考察的征程，他们前往南非Barberton Makhonjwa山脉的岩石中探寻真相。在那里，他们发现了发生在36亿至32亿年前的八次撞击事件的地质证据，这些证据通过微小的陨石撞击颗粒——小球得以追踪。
当大型陨石撞击地球时，会产生这种小而圆的颗粒，它们可以是玻璃状或结晶状的，并在岩石中形成沉积层，即球状层。研究团队在南非采集了一系列样本，并深入分析了岩石的成分和地球化学成分。
在这个从另一颗陨石撞击中提取的样本中可以看到小球。
“我们的日常工作通常从长途跋涉到山区采样地点开始，”德拉邦说道，“有时我们很幸运，因为土路让我们更接近目的地。在现场，我们会非常仔细地研究撞击事件层上岩石的结构，并使用大锤提取样本，以便后续在实验室中进行详细分析。”
这些紧密夹层的岩石层保留了矿物时间线，使研究人员能够重建S2陨石撞击时的壮丽场景。
S2陨石撞击地球时的直径在37到58公里之间，其效果迅速而猛烈。
“想象一下，你站在科德角海岸的浅水区，”德拉邦生动地描述道，“这是一个平静的环境，没有强烈的水流。然而，突然间，一场巨大的海啸席卷而来，撕裂了海底。这场海啸席卷全球，撞击产生的热量如此强烈，以至于海洋的表层都被蒸发了。”
当海洋沸腾和蒸发时，它们会形成盐分，就像撞击后直接在岩石中观察到的盐分一样。撞击后注入大气中的尘埃在数小时内使天空变得昏暗无光，即使在地球的另一侧也是如此。大气层急剧升温，厚厚的尘埃云阻挡了微生物将阳光转化为能量的途径。任何陆地或浅水区的生命都会立即感受到不利影响，并且这些影响会持续几年到几十年之久。
然而，最终雨水会重新填满海洋的表层，尘埃也会逐渐落定。但深海环境却呈现出另一番景象。海啸搅动了铁等元素并将它们带到了地表。与此同时，侵蚀作用将沿海碎片冲入大海并从陨石中释放出磷。实验室分析显示，在撞击后立即以铁和磷为食的单细胞生物的数量激增。
德拉邦表示，生命在撞击后迅速恢复并蓬勃发展起来。
“在撞击之前，由于浅水中缺乏营养物质和铁等电子供体，海洋中的生命并不丰富，”她说道，“这次撞击在全球范围内释放了磷等必需营养物质。一位学生恰当地将这种影响称为‘肥料炸弹’。总的来说，这对地球上早期生命的进化来说是个非常好的消息，因为在生命进化的早期阶段，撞击事件比现在更为频繁。”
S2和Chicxulub小行星撞击产生了截然不同的后果，这取决于太空岩石的大小以及行星撞击时所处的阶段。
此图显示了 S2 巨型陨石撞击后的事件顺序。
Chicxulub撞击器撞击了地球上的一个碳酸盐平台，将硫释放到大气中。这些排放物形成气溶胶并导致地表温度急剧下降。虽然这两种撞击都导致了大量生命的消亡，但一旦海洋重新填满并且尘埃落定后，浅水区中顽强的、依赖阳光的微生物将在S2撞击后迅速恢复生机。
“S2撞击期间的生命要简单得多，”德拉邦说道，“就像早上刷牙时消灭了大部分细菌一样，但到了晚上它们又会重新出现。”
麻省理工学院地球与行星科学教授Robert R. Shrock对论文中对球体层的地质观察表示出了浓厚的兴趣。他认为这使研究人员能够像天文学家研究火星等行星表面一样探索地球的古老撞击记录。虽然Weiss并未参与这项研究，但他对此表示了高度的赞赏。
“今天地球上保存的撞击坑的大小与这里研究的岩石的推断大小相近，”Weiss说道，“当然，我们的记录的特别之处在于，无论多么零碎和不完整，它都是我们目前唯一可以详细研究的记录。它可以告诉我们撞击对生命早期进化的影响。同样令人印象深刻的是，尽管这些观测结果非常局限（仅限于南非一个小地区的露头），但我们可以开始了解这些巨大撞击事件的全球性质。”
纳贾·德拉邦和她的同事在南非的 Barberton Makhonjwa 山脉进行了研究。
Barberton Makhonjwa山脉的岩石为德拉邦和她的同事们开辟了一条全新的地球撞击历史研究路线。
“我们的目标是确定这些环境变化和生物反应在地球早期历史上的其他撞击事件之后有多普遍，”她说道，“由于每种撞击的影响都取决于各种因素，因此我们想评估这种对生活的积极和消极影响发生的频率。”
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