银河系伽马射线暴导致的陆地臭氧层消耗
天体物理学
2009-11-10 v2 大气与海洋物理
地球物理
空间物理
种群与进化
摘要
基于宇宙率，地球在最近几十亿年至少一次被来自银河系内距离小于 2 千光年的伽马射线暴照射。我们构建二维大气模型，对此类脉冲事件对地球大气的影响进行了首次计算。一次持续 10 秒、向地球投递 100 kJ/m^2 的伽马射线暴可穿透平流层，导致全球平均臭氧层消耗 35%，在某些纬度处可达 55%。显著的全球性消耗可持续超过 5 年。该消耗对生命体系具有重大影响，因为 50% 的臭氧柱密度减少约使正常 UVB 辐射增大三倍。基于对现代生物体 UVB 敏感性的外推，大规模灭绝事件几乎不可避免。其他效应包括硝酸肥料的喷射以及 NO2 可见光遮光，为气候提供类似时间尺度的冷却扰动。这些结果支持伽马射线暴可能是晚期奥尔沙尔文大灭绝（Melott 等 2004）的可能原因。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0411284,
title = {Terrestrial Ozone Depletion Due to a Milky Way Gamma-Ray Burst},
author = {Brian C. Thomas and Charles H. Jackman and Adrian L. Melott and Claude M. Laird and Richard S. Stolarski and Neil Gehrels and John K. Cannizzo and Daniel P. Hogan},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0411284},
year = {2009}
}
备注
4 color figures; Revised version to be published in Astrophysical Journal Letters. Moderate revisions, including more detail on atmospheric processes, on probable climactic and biogeochemical effects, an improved color scheme for graphics, and an animation of computed DNA damage level