據(jù)我們所知，地球上曾經(jīng)發(fā)生過(guò)五次生物大滅絕事件，其中的第一次生物大滅絕發(fā)生在大約4.45億年前，這被稱為“奧陶紀(jì)-志留紀(jì)滅絕事件”，在此次事件中，有大約85%的物種永遠(yuǎn)地退出了地球生命史的舞臺(tái)。

過(guò)去的研究發(fā)現(xiàn)，在大約4.452億至4.438億年前，地球曾經(jīng)經(jīng)歷過(guò)一個(gè)被稱為“赫南特期”（Hirnantian）的寒冷時(shí)期，在此期間，地球氣溫大幅降低，以至于地表冰川一度擴(kuò)張到了赤道附近，同時(shí)海平面也出現(xiàn)了大規(guī)模的下降。

所以科學(xué)家普遍認(rèn)為，正是“赫南特期”導(dǎo)致了淺海生物圈的崩潰，并最終引發(fā)了此次生物大滅絕事件。

（↑奧陶紀(jì)地球的陸地幾乎一片荒蕪，絕大多數(shù)生物都生活在淺海里）

但問(wèn)題是，這個(gè)“赫南特期”，又是怎么出現(xiàn)的呢？

要知道在奧陶紀(jì)的時(shí)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(xiàn)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(chǎn)生的溫室效應(yīng)足以讓當(dāng)時(shí)的地球變得非常溫暖。

實(shí)際上，奧陶紀(jì)的絕大部分時(shí)期確實(shí)是溫暖的，但到了“赫南特期”，氣溫卻發(fā)生了大幅降低，這就說(shuō)明了，在那個(gè)時(shí)候，地球上應(yīng)該發(fā)生了什么重大變故，造成了原本應(yīng)該溫暖的地球變得寒冷。

會(huì)是什么重大變故呢？科學(xué)家首先想到的選項(xiàng)就是小天體撞擊。

與之對(duì)應(yīng)的是，在奧陶紀(jì)時(shí)期的地層中，科學(xué)家確實(shí)發(fā)現(xiàn)了不少小天體的撞擊點(diǎn)，特別是在4.66億至4.4億年前之間，小天體撞擊點(diǎn)的數(shù)量出現(xiàn)了大幅上升的情況，這也被稱為“奧陶紀(jì)撞擊尖峰期”。

這說(shuō)明了在這兩千多萬(wàn)年的時(shí)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(jué)得奇怪的是，已知的探測(cè)數(shù)據(jù)表明，作為距離地球最近的星球，在“奧陶紀(jì)撞擊尖峰期”卻沒(méi)有任何的遭到小天體頻繁撞擊的跡象，也就是說(shuō)，在這段時(shí)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(duì)此，科學(xué)家給出了一個(gè)合理的推測(cè)，即：在那個(gè)時(shí)候，有一顆巨大的小天體被地球的引力捕獲。

由于其個(gè)頭巨大，結(jié)構(gòu)也比較松散，因此在不斷向地球接近的過(guò)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(méi)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(yùn)行，形成了一個(gè)巨大的扁平環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

也就是說(shuō)，在那個(gè)時(shí)候，地球擁有了一個(gè)像土星那樣的行星環(huán)。只不過(guò)與土星相比，地球的行星環(huán)規(guī)模要小得多，穩(wěn)定性也要差得多，在接下來(lái)的時(shí)間里，其中的碎片就像沙漏里的沙子一樣，一點(diǎn)一點(diǎn)地墜入了地球的大氣層，直到最終的消失。

科學(xué)家表示，這樣的推測(cè)可以解釋為什么撞擊坑的時(shí)間跨度能達(dá)到兩千多萬(wàn)年之久，同時(shí)也解釋為什么月球沒(méi)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(huì)出現(xiàn)那個(gè)被稱為“赫南特期”（Hirnantian）的寒冷時(shí)期。

一方面來(lái)講，行星環(huán)會(huì)大量反射和散射陽(yáng)光，這會(huì)造成地球表面接收到的陽(yáng)光在整體上明顯下降。

另一方面來(lái)講，行星環(huán)中會(huì)時(shí)不時(shí)掉下來(lái)一些碎片，它們?cè)趬嬄溥^(guò)程中會(huì)因?yàn)楦邷責(zé)g或撞擊地面而產(chǎn)生大量的塵埃，這些塵埃又會(huì)長(zhǎng)時(shí)間懸浮在大氣層中，從而進(jìn)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(huì)出現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢(shì)，當(dāng)達(dá)到一定程度后，還會(huì)觸發(fā)一個(gè)冰蓋對(duì)地球溫度氣溫的正反饋過(guò)程。

這個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單來(lái)講就是，氣溫降低會(huì)使地球表面冰蓋面積增加，這會(huì)導(dǎo)致更多的太陽(yáng)光被反射回太空，造成氣溫進(jìn)一步下降，而這又會(huì)造成冰蓋面積進(jìn)一步增加……其最終的結(jié)果，就是在地球上引發(fā)了寒冷的“赫南特期”。

可以看到，這相當(dāng)合理，但從科學(xué)的角度來(lái)看，只是合理當(dāng)然是不行的，你還得給出證據(jù)。引人注目的是，一項(xiàng)發(fā)布于《地球與行星科學(xué)通訊》上的研究，還真的給出了一些證據(jù)。

根據(jù)介紹，此次研究選取了21個(gè)已被確認(rèn)為形成于“奧陶紀(jì)撞擊尖峰期”的撞擊點(diǎn)，在對(duì)隕石碎片的成分進(jìn)行仔細(xì)分析后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們的成分幾乎僅限于一種組成，這就強(qiáng)烈暗示它們來(lái)自同一個(gè)母體。

更重要的證據(jù)來(lái)自它們?cè)诘厍虮砻娴奈恢谩?/p>

從理論上來(lái)講，如果地球真的曾經(jīng)有一個(gè)行星環(huán)，那其中的物質(zhì)就必然是沿著地球赤道分布的，如此一來(lái)，那些由行星環(huán)中的碎片墜落形成的撞擊坑，其最初形成的位置就應(yīng)該集中在地球赤道區(qū)域附近。

由于板塊運(yùn)動(dòng)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(xué)家利用相關(guān)數(shù)據(jù)建立起了計(jì)算機(jī)模型，重建了這21個(gè)撞擊點(diǎn)在奧陶紀(jì)的位置，也就是它們最初形成的位置。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些撞擊點(diǎn)的初始位置，幾乎全部位于地球赤道30度以內(nèi)的緯度范圍內(nèi)，離得最遠(yuǎn)的也就是南緯39度左右（如上圖所示），這符合理論上的預(yù)期。

也就是說(shuō)，第一次生物大滅絕的原因，確實(shí)可能是因?yàn)榈厍蛴幸粋€(gè)行星環(huán)。當(dāng)然了，就目前的情況來(lái)看，這也只能說(shuō)是一種合理的推測(cè)，期待在未來(lái)的日子里，科學(xué)家能有更多的發(fā)現(xiàn)。

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