在太陽(yáng)系八大行星中，地球無(wú)疑是一顆美麗的星球，有意思的是，根據(jù)近日發(fā)表在《地球與行星科學(xué)通訊》的一項(xiàng)研究，在4億多年前，很可能地球的樣子比現(xiàn)在更加美麗，然而對(duì)于地球上的眾多生物而言，這一時(shí)期的地球之美，卻蘊(yùn)含了巨大的“殺機(jī)”，因?yàn)檠芯咳藛T推測(cè)，已知地球上的第一次生物大滅絕很可能就是源自于此。下面我們就來(lái)看看這具體是怎么回事。

已知地球上的第一次生物大滅絕又稱“奧陶紀(jì)-志留紀(jì)滅絕事件”，發(fā)生于大約4.45億年前，造成了地球上大約85%的物種滅絕，科學(xué)家普遍認(rèn)為，此次生物大滅絕是由全球氣溫變冷造成的。

簡(jiǎn)單來(lái)講就是，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在奧陶紀(jì)時(shí)期，地球的平均氣溫普遍呈現(xiàn)為下降趨勢(shì)，而在大約4.452億至4.438億年期間，更是出現(xiàn)過(guò)一次大幅度的全球性寒冷化時(shí)期——“赫南特期”（Hirnantian），在此期間，地球表面的冰川一度擴(kuò)展到了接近赤道的區(qū)域，這使得地球海平面大幅降低，導(dǎo)致淺海生物圈被大范圍地破壞，從而引發(fā)了生物大滅絕（注：奧陶紀(jì)是屬于海洋生物的世界）。

令人費(fèi)解的是，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在奧陶紀(jì)時(shí)期，地球大氣層中的二氧化碳濃度很高，而我們都知道，二氧化碳是一種溫室氣體，因此按理來(lái)講，奧陶紀(jì)時(shí)期應(yīng)該是溫暖的才對(duì)，但實(shí)際情況卻是，當(dāng)時(shí)卻發(fā)生了全球氣溫變冷，這是為什么呢？

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，一個(gè)合理的解釋就是，這很可能是地外小天體的撞擊引發(fā)的，也正因?yàn)槿绱?，科學(xué)家一直在致力于在地層中尋找奧陶紀(jì)時(shí)期小天體撞擊地球留下的痕跡，例如地層中的隕石碎片、撞擊產(chǎn)生的海嘯沉積物等等。

在經(jīng)過(guò)多年的研究之后，科學(xué)家已經(jīng)在世界各地的地層中找到不少形成于奧陶紀(jì)時(shí)期的小天體撞擊點(diǎn)，相關(guān)研究表明，這些撞擊點(diǎn)的數(shù)量比預(yù)期的更多，并且它們的形成時(shí)間大多在4.66億至4.4億年之間，所以這段時(shí)期也被稱為“奧陶紀(jì)撞擊峰值期”。

也就是說(shuō)，在“奧陶紀(jì)撞擊峰值期”，地球曾經(jīng)遭到過(guò)較高頻率的小天體撞擊，那這些小天體是哪來(lái)的呢？

通常情況下，我們認(rèn)為小天體碰撞的頻發(fā)是由于大量小行星脫離小行星帶軌道，短時(shí)間內(nèi)集中撞擊地球，從理論上來(lái)講，如果真是這樣的話，那月球也會(huì)經(jīng)歷類似的撞擊，畢竟在太陽(yáng)系的尺度中，月球與地球的距離可以說(shuō)是“近在咫尺”，然而實(shí)際情況卻是，這樣的情況并不存在，于是這種現(xiàn)象就成了一個(gè)謎團(tuán)。

實(shí)際上，這也正是此次研究所探索的內(nèi)容，在此次研究中，研究人員選擇了21個(gè)已被確認(rèn)為形成于“奧陶紀(jì)撞擊峰值期”的撞擊點(diǎn)，初步分析表明，這些撞擊點(diǎn)的隕石碎片的成分幾乎僅限于一種組成，而這也就強(qiáng)烈暗示了，它們很可能是來(lái)自同一個(gè)小天體——由于這個(gè)小天體過(guò)于巨大，以至在其接近地球的過(guò)程中，被地球的潮汐力撕裂成了大量的碎片。

根據(jù)研究人員的預(yù)期，如果真是這樣的話，那這些撞擊點(diǎn)的形成時(shí)間應(yīng)該是比較集中的，然而在經(jīng)過(guò)年代測(cè)定之后，研究人員卻驚訝的發(fā)現(xiàn)，實(shí)際情況并非如此——它們的形成時(shí)間相去甚遠(yuǎn)，時(shí)間跨度甚至達(dá)到了千萬(wàn)年的級(jí)別。

這又應(yīng)該如何解釋呢？對(duì)此，研究人員給出了一個(gè)大膽的推測(cè)：那個(gè)巨大的小天體被地球的潮汐力撕裂之后，其產(chǎn)生的碎片并沒有直接墜落到地球表面，而是進(jìn)入了環(huán)繞地球的軌道，形成了類似于土星環(huán)的行星環(huán)，在接下來(lái)的時(shí)間里，這些天體碎片并非一次性全部墜落，而是逐漸墜落到地球表面，而隨著時(shí)間的流逝，這個(gè)行星環(huán)最終也就消失了。

由于行星環(huán)是圍繞著行星的赤道分布的，因此按照這種推測(cè)，這些撞擊點(diǎn)所在的位置，就應(yīng)該在地球赤道附近。為了驗(yàn)證這種觀點(diǎn)，研究人員利用計(jì)算機(jī)模型重建了地球過(guò)去的板塊運(yùn)動(dòng)，以確定這些撞擊點(diǎn)最初形成時(shí)的在地球表面的位置，結(jié)果表明，這些撞擊點(diǎn)的初始位置符合預(yù)期——它們幾乎都位于距離赤道30度的緯度范圍之內(nèi)，最遠(yuǎn)的也就是南緯39度（如下圖所示）。

也就是說(shuō)，這種推測(cè)很可能是成立的，據(jù)此我們也不難想象出，如果真是這樣的話，那在4億多年前，地球就會(huì)像土星一樣被光環(huán)圍繞，它的樣子當(dāng)然就比現(xiàn)在更加美麗。那為什么說(shuō)這蘊(yùn)含了巨大的“殺機(jī)”，第一次生物大滅絕很可能就是源自于此呢？我們接著看。

由于地球的自轉(zhuǎn)軸相對(duì)于黃道面（即地球公轉(zhuǎn)軌道所在的平面）有一個(gè)大約23.44°的轉(zhuǎn)軸傾角，而行星環(huán)中的物質(zhì)會(huì)反射、吸收或散射陽(yáng)光，因此假如地球有一個(gè)圍繞其赤道分布的行星環(huán)，那么這個(gè)行星環(huán)就會(huì)在地球表面投下巨大的陰影，并且隨著地球的公轉(zhuǎn)，陰影的面積及其所在的區(qū)域也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化。

這樣的情況就會(huì)使地球表面日照量在整體上出現(xiàn)降低，與此同時(shí)，行星環(huán)中的碎片的持續(xù)墜落，還會(huì)在地球大氣中“燃燒”以及撞擊地球表面的過(guò)程中產(chǎn)生大量塵埃，其造成的遮蔽效應(yīng)會(huì)進(jìn)一步降低地球表面的日照量，如此一來(lái)，地球的平均氣溫就會(huì)呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢(shì)。

隨著氣溫的持續(xù)降低，地球表面的冰雪覆蓋面積也越來(lái)越大，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，還會(huì)觸發(fā)一種正反饋過(guò)程，即：隨著氣溫降低，冰雪覆蓋面積持續(xù)增加，而冰雪表面對(duì)陽(yáng)光具有更高的反照率，能夠反射更多的陽(yáng)光，減少地表吸收的熱量，這就會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步的降溫，使冰雪覆蓋面積繼續(xù)擴(kuò)大，這又會(huì)增強(qiáng)地表的反照率，導(dǎo)致更多的陽(yáng)光被反射……

所以一個(gè)合理的推測(cè)就是，在這種情況下，地球的平均氣溫就會(huì)迅速下降，出現(xiàn)了前文所提到的“赫南特期”，從而引發(fā)了已知地球上的第一次生物大滅絕。當(dāng)然了，就目前的情況來(lái)看，這只能說(shuō)是合理的推測(cè)，并不是確定的結(jié)論，所以大家看看就成，不必太過(guò)當(dāng)真。

參考資料：Evidence suggesting that earth had a ring in the Ordovician，Earth and Planetary Science Letters，doi.org/10.1016/j.epsl.2024.118991