远早于恐龙灾难：地球行星环，或是生命史上第一场浩劫的根源

据我们所知，地球上曾经发生过五次生物大灭绝事件，其中的第一次生物大灭绝发生在大约4.45亿年前，这被称为“奥陶纪-志留纪灭绝事件”，在此次事件中，有大约85%的物种永远地退出了地球生命史的舞台。
过去的研究发现，在大约4.452亿至4.438亿年前，地球曾经经历过一个被称为“赫南特期”（Hirnantian）的寒冷时期，在此期间，地球气温大幅降低，以至于地表冰川一度扩张到了赤道附近，同时海平面也出现了大规模的下降。
所以科学家普遍认为，正是“赫南特期”导致了浅海生物圈的崩溃，并最终引发了此次生物大灭绝事件。


（↑奥陶纪地球的陆地几乎一片荒芜，绝大多数生物都生活在浅海里）
但问题是，这个“赫南特期”，又是怎么出现的呢？
要知道在奥陶纪的时候，地球大气层中的二氧化碳浓度是很高的（通常为4400到7000ppm之间，是现代地球的10倍以上），而众所周知的是，二氧化碳是一种温室气体，所以如此高浓度的二氧化碳，其产生的温室效应足以让当时的地球变得非常温暖。
实际上，奥陶纪的绝大部分时期确实是温暖的，但到了“赫南特期”，气温却发生了大幅降低，这就说明了，在那个时候，地球上应该发生了什么重大变故，造成了原本应该温暖的地球变得寒冷。
会是什么重大变故呢？科学家首先想到的选项就是小天体撞击。


与之对应的是，在奥陶纪时期的地层中，科学家确实发现了不少小天体的撞击点，特别是在4.66亿至4.4亿年前之间，小天体撞击点的数量出现了大幅上升的情况，这也被称为“奥陶纪撞击尖峰期”。
这说明了在这两千多万年的时间里，地球遭到小天体撞击的频率比正常水平高得多。
但令人觉得奇怪的是，已知的探测数据表明，作为距离地球最近的星球，在“奥陶纪撞击尖峰期”却没有任何的遭到小天体频繁撞击的迹象，也就是说，在这段时间里，遭到小天体频繁撞击的只有地球。
这又该怎么解释呢？对此，科学家给出了一个合理的推测，即：在那个时候，有一颗巨大的小天体被地球的引力捕获。
由于其个头巨大，结构也比较松散，因此在不断向地球接近的过程中，它就被地球的潮汐力凌空撕裂了，并形成了大量的碎片。
这些碎片中的绝大部分没有直接坠入地球大气层，而是在地球引力的束缚下围绕着地球运行，形成了一个巨大的扁平环状结构。


也就是说，在那个时候，地球拥有了一个像土星那样的行星环。只不过与土星相比，地球的行星环规模要小得多，稳定性也要差得多，在接下来的时间里，其中的碎片就像沙漏里的沙子一样，一点一点地坠入了地球的大气层，直到最终的消失。
科学家表示，这样的推测可以解释为什么撞击坑的时间跨度能达到两千多万年之久，同时也解释为什么月球没有受到波及。
更重要的是，它还可以非常合理地解释为什么会出现那个被称为“赫南特期”（Hirnantian）的寒冷时期。
一方面来讲，行星环会大量反射和散射阳光，这会造成地球表面接收到的阳光在整体上明显下降。
另一方面来讲，行星环中会时不时掉下来一些碎片，它们在坠落过程中会因为高温烧蚀或撞击地面而产生大量的尘埃，这些尘埃又会长时间悬浮在大气层中，从而进一步降低地球表面的光照量。


在这样的情况下，地球气温就会出现持续下降的趋势，当达到一定程度后，还会触发一个冰盖对地球温度气温的正反馈过程。
这个过程简单来讲就是，气温降低会使地球表面冰盖面积增加，这会导致更多的太阳光被反射回太空，造成气温进一步下降，而这又会造成冰盖面积进一步增加……其最终的结果，就是在地球上引发了寒冷的“赫南特期”。
可以看到，这相当合理，但从科学的角度来看，只是合理当然是不行的，你还得给出证据。引人注目的是，一项发布于《地球与行星科学通讯》上的研究，还真的给出了一些证据。
根据介绍，此次研究选取了21个已被确认为形成于“奥陶纪撞击尖峰期”的撞击点，在对陨石碎片的成分进行仔细分析后，科学家发现它们的成分几乎仅限于一种组成，这就强烈暗示它们来自同一个母体。
更重要的证据来自它们在地球表面的位置。
从理论上来讲，如果地球真的曾经有一个行星环，那其中的物质就必然是沿着地球赤道分布的，如此一来，那些由行星环中的碎片坠落形成的撞击坑，其最初形成的位置就应该集中在地球赤道区域附近。
由于板块运动的存在，地球表面一直处于变化之中，所以在此次研究中，科学家利用相关数据建立起了计算机模型，重建了这21个撞击点在奥陶纪的位置，也就是它们最初形成的位置。


结果发现，这些撞击点的初始位置，几乎全部位于地球赤道30度以内的纬度范围内，离得最远的也就是南纬39度左右（如上图所示），这符合理论上的预期。
也就是说，第一次生物大灭绝的原因，确实可能是因为地球有一个行星环。当然了，就目前的情况来看，这也只能说是一种合理的推测，期待在未来的日子里，科学家能有更多的发现。
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