宇宙射线与地球生命：简要综述

“研究宇宙射线对生物体的可能影响也将带来极大兴趣。”——维克托·F·赫斯，诺贝尔演讲，1936年12月12日。高能辐射爆发在我们的宇宙中很常见。从附近的太阳耀斑到遥远的伽马射线暴，各种物理过程将带电粒子加速到广泛能量范围，随后这些粒子到达地球。这些粒子对地球系统中发生的许多物理过程有贡献。带电粒子的大部分能量沉积在大气中，电离大气，引起化学变化并影响全球电路。剩余的次级粒子对地表和部分地下区域的宇宙射线本底剂量有贡献。生命在过去约30亿年中一直存在于这种本底辐射下，而该辐射本身在此期间变化显著。正如米勒-尤里实验所证明的，闪电在复杂有机分子的形成中起着非常重要的作用，这些分子是构成生命的更复杂结构的基石。越来越多的证据表明，闪电发生率随着带电粒子通量的增加而增加。宇宙射线增强率与生命起源之间是否存在联系？已知宇宙射线次级粒子会损伤DNA并引起突变，导致癌症和其他疾病。现在可以计算次级粒子（特别是μ子和中子）的辐射剂量。宇宙射线通量的变化是否影响了地球生命的演化？我们描述了宇宙射线影响地球生命的机制，并回顾了高能天体物理辐射变化对地球生命历史的潜在影响。