4亿多年前，地球的样子更美丽，却蕴含了巨大的“杀机”？

在太阳系八大行星中，地球无疑是一颗美丽的星球，有意思的是，根据近日发表在《地球与行星科学通讯》的一项研究，在4亿多年前，很可能地球的样子比现在更加美丽，然而对于地球上的众多生物而言，这一时期的地球之美，却蕴含了巨大的“杀机”，因为研究人员推测，已知地球上的第一次生物大灭绝很可能就是源自于此。下面我们就来看看这具体是怎么回事。

已知地球上的第一次生物大灭绝又称“奥陶纪-志留纪灭绝事件”，发生于大约4.45亿年前，造成了地球上大约85%的物种灭绝，科学家普遍认为，此次生物大灭绝是由全球气温变冷造成的。

简单来讲就是，科学家发现，在奥陶纪时期，地球的平均气温普遍呈现为下降趋势，而在大约4.452亿至4.438亿年期间，更是出现过一次大幅度的全球性寒冷化时期——“赫南特期”（Hirnantian），在此期间，地球表面的冰川一度扩展到了接近赤道的区域，这使得地球海平面大幅降低，导致浅海生物圈被大范围地破坏，从而引发了生物大灭绝（注：奥陶纪是属于海洋生物的世界）。

令人费解的是，科学家发现，在奥陶纪时期，地球大气层中的二氧化碳浓度很高，而我们都知道，二氧化碳是一种温室气体，因此按理来讲，奥陶纪时期应该是温暖的才对，但实际情况却是，当时却发生了全球气温变冷，这是为什么呢？

对于这个问题，一个合理的解释就是，这很可能是地外小天体的撞击引发的，也正因为如此，科学家一直在致力于在地层中寻找奥陶纪时期小天体撞击地球留下的痕迹，例如地层中的陨石碎片、撞击产生的海啸沉积物等等。

在经过多年的研究之后，科学家已经在世界各地的地层中找到不少形成于奥陶纪时期的小天体撞击点，相关研究表明，这些撞击点的数量比预期的更多，并且它们的形成时间大多在4.66亿至4.4亿年之间，所以这段时期也被称为“奥陶纪撞击峰值期”。

也就是说，在“奥陶纪撞击峰值期”，地球曾经遭到过较高频率的小天体撞击，那这些小天体是哪来的呢？

通常情况下，我们认为小天体碰撞的频发是由于大量小行星脱离小行星带轨道，短时间内集中撞击地球，从理论上来讲，如果真是这样的话，那月球也会经历类似的撞击，毕竟在太阳系的尺度中，月球与地球的距离可以说是“近在咫尺”，然而实际情况却是，这样的情况并不存在，于是这种现象就成了一个谜团。

实际上，这也正是此次研究所探索的内容，在此次研究中，研究人员选择了21个已被确认为形成于“奥陶纪撞击峰值期”的撞击点，初步分析表明，这些撞击点的陨石碎片的成分几乎仅限于一种组成，而这也就强烈暗示了，它们很可能是来自同一个小天体——由于这个小天体过于巨大，以至在其接近地球的过程中，被地球的潮汐力撕裂成了大量的碎片。

根据研究人员的预期，如果真是这样的话，那这些撞击点的形成时间应该是比较集中的，然而在经过年代测定之后，研究人员却惊讶的发现，实际情况并非如此——它们的形成时间相去甚远，时间跨度甚至达到了千万年的级别。

这又应该如何解释呢？对此，研究人员给出了一个大胆的推测：那个巨大的小天体被地球的潮汐力撕裂之后，其产生的碎片并没有直接坠落到地球表面，而是进入了环绕地球的轨道，形成了类似于土星环的行星环，在接下来的时间里，这些天体碎片并非一次性全部坠落，而是逐渐坠落到地球表面，而随着时间的流逝，这个行星环最终也就消失了。

由于行星环是围绕着行星的赤道分布的，因此按照这种推测，这些撞击点所在的位置，就应该在地球赤道附近。为了验证这种观点，研究人员利用计算机模型重建了地球过去的板块运动，以确定这些撞击点最初形成时的在地球表面的位置，结果表明，这些撞击点的初始位置符合预期——它们几乎都位于距离赤道30度的纬度范围之内，最远的也就是南纬39度（如下图所示）。

也就是说，这种推测很可能是成立的，据此我们也不难想象出，如果真是这样的话，那在4亿多年前，地球就会像土星一样被光环围绕，它的样子当然就比现在更加美丽。那为什么说这蕴含了巨大的“杀机”，第一次生物大灭绝很可能就是源自于此呢？我们接着看。

由于地球的自转轴相对于黄道面（即地球公转轨道所在的平面）有一个大约23.44°的转轴倾角，而行星环中的物质会反射、吸收或散射阳光，因此假如地球有一个围绕其赤道分布的行星环，那么这个行星环就会在地球表面投下巨大的阴影，并且随着地球的公转，阴影的面积及其所在的区域也会出现相应的变化。

这样的情况就会使地球表面日照量在整体上出现降低，与此同时，行星环中的碎片的持续坠落，还会在地球大气中“燃烧”以及撞击地球表面的过程中产生大量尘埃，其造成的遮蔽效应会进一步降低地球表面的日照量，如此一来，地球的平均气温就会呈现出不断下降的趋势。

随着气温的持续降低，地球表面的冰雪覆盖面积也越来越大，当达到一定程度时，还会触发一种正反馈过程，即：随着气温降低，冰雪覆盖面积持续增加，而冰雪表面对阳光具有更高的反照率，能够反射更多的阳光，减少地表吸收的热量，这就会导致进一步的降温，使冰雪覆盖面积继续扩大，这又会增强地表的反照率，导致更多的阳光被反射……

所以一个合理的推测就是，在这种情况下，地球的平均气温就会迅速下降，出现了前文所提到的“赫南特期”，从而引发了已知地球上的第一次生物大灭绝。当然了，就目前的情况来看，这只能说是合理的推测，并不是确定的结论，所以大家看看就成，不必太过当真。

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