科學家：第一次生物大滅絕的原因，可能是因為地球有一個行星環

據我們所知，地球上曾經發生過五次生物大滅絕事件，其中的第一次生物大滅絕發生在大約4.45億年前，這被稱為“奧陶紀-志留紀滅絕事件”，在此次事件中，有大約85%的物種永遠地退出了地球生命史的舞臺。

過去的研究發現，在大約4.452億至4.438億年前，地球曾經經歷過一個被稱為“赫南特期”（Hirnantian）的寒冷時期，在此期間，地球氣溫大幅降低，以至于地表冰川一度擴張到了赤道附近，同時海平面也出現了大規模的下降。

所以科學家普遍認為，正是“赫南特期”導致了淺海生物圈的崩潰，并最終引發了此次生物大滅絕事件。

（↑奧陶紀地球的陸地幾乎一片荒蕪，絕大多數生物都生活在淺海里）

但問題是，這個“赫南特期”，又是怎么出現的呢？

要知道在奧陶紀的時候，地球大氣層中的二氧化碳濃度是很高的（通常為4400到7000ppm之間，是現代地球的10倍以上），而眾所周知的是，二氧化碳是一種溫室氣體，所以如此高濃度的二氧化碳，其產生的溫室效應足以讓當時的地球變得非常溫暖。

實際上，奧陶紀的絕大部分時期確實是溫暖的，但到了“赫南特期”，氣溫卻發生了大幅降低，這就說明了，在那個時候，地球上應該發生了什么重大變故，造成了原本應該溫暖的地球變得寒冷。

會是什么重大變故呢？科學家首先想到的選項就是小天體撞擊。

與之對應的是，在奧陶紀時期的地層中，科學家確實發現了不少小天體的撞擊點，特別是在4.66億至4.4億年前之間，小天體撞擊點的數量出現了大幅上升的情況，這也被稱為“奧陶紀撞擊尖峰期”。

這說明了在這兩千多萬年的時間里，地球遭到小天體撞擊的頻率比正常水平高得多。

但令人覺得奇怪的是，已知的探測數據表明，作為距離地球最近的星球，月球在“奧陶紀撞擊尖峰期”卻沒有任何的遭到小天體頻繁撞擊的跡象，也就是說，在這段時間里，遭到小天體頻繁撞擊的只有地球。

這又該怎么解釋呢？對此，科學家給出了一個合理的推測，即：在那個時候，有一顆巨大的小天體被地球的引力捕獲。

由于其個頭巨大，結構也比較松散，因此在不斷向地球接近的過程中，它就被地球的潮汐力凌空撕裂了，并形成了大量的碎片。

這些碎片中的絕大部分沒有直接墜入地球大氣層，而是在地球引力的束縛下圍繞著地球運行，形成了一個巨大的扁平環狀結構。

也就是說，在那個時候，地球擁有了一個像土星那樣的行星環。只不過與土星相比，地球的行星環規模要小得多，穩定性也要差得多，在接下來的時間里，其中的碎片就像沙漏里的沙子一樣，一點一點地墜入了地球的大氣層，直到最終的消失。

科學家表示，這樣的推測可以解釋為什么撞擊坑的時間跨度能達到兩千多萬年之久，同時也解釋為什么月球沒有受到波及。

更重要的是，它還可以非常合理地解釋為什么會出現那個被稱為“赫南特期”（Hirnantian）的寒冷時期。

一方面來講，行星環會大量反射和散射陽光，這會造成地球表面接收到的陽光在整體上明顯下降。

另一方面來講，行星環中會時不時掉下來一些碎片，它們在墜落過程中會因為高溫燒蝕或撞擊地面而產生大量的塵埃，這些塵埃又會長時間懸浮在大氣層中，從而進一步降低地球表面的光照量。

在這樣的情況下，地球氣溫就會出現持續下降的趨勢，當達到一定程度后，還會觸發一個冰蓋對地球溫度氣溫的正反饋過程。

這個過程簡單來講就是，氣溫降低會使地球表面冰蓋面積增加，這會導致更多的太陽光被反射回太空，造成氣溫進一步下降，而這又會造成冰蓋面積進一步增加……其最終的結果，就是在地球上引發了寒冷的“赫南特期”。

可以看到，這相當合理，但從科學的角度來看，只是合理當然是不行的，你還得給出證據。引人注目的是，一項發布于《地球與行星科學通訊》上的研究，還真的給出了一些證據。

根據介紹，此次研究選取了21個已被確認為形成于“奧陶紀撞擊尖峰期”的撞擊點，在對隕石碎片的成分進行仔細分析后，科學家發現它們的成分幾乎僅限于一種組成，這就強烈暗示它們來自同一個母體。

更重要的證據來自它們在地球表面的位置。

從理論上來講，如果地球真的曾經有一個行星環，那其中的物質就必然是沿著地球赤道分布的，如此一來，那些由行星環中的碎片墜落形成的撞擊坑，其最初形成的位置就應該集中在地球赤道區域附近。

由于板塊運動的存在，地球表面一直處于變化之中，所以在此次研究中，科學家利用相關數據建立起了計算機模型，重建了這21個撞擊點在奧陶紀的位置，也就是它們最初形成的位置。

結果發現，這些撞擊點的初始位置，幾乎全部位于地球赤道30度以內的緯度范圍內，離得最遠的也就是南緯39度左右（如上圖所示），這符合理論上的預期。

也就是說，第一次生物大滅絕的原因，確實可能是因為地球有一個行星環。當然了，就目前的情況來看，這也只能說是一種合理的推測，期待在未來的日子里，科學家能有更多的發現。

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