4.66亿年前地球可能存在的 “环”——历史上第二次大灭绝的原因？
4.66亿年前地球可能存在的 “环”——历史上第二次大灭绝的原因？
地球是否曾经拥有过环？这个问题一直困扰着科学家们。最近，莫纳斯大学的研究团队通过分析奥陶纪时期的陨石坑分布，提出了一个令人兴奋的假设：大约4.66亿年前，地球周围可能存在一个环。这个发现不仅改变了我们对地球历史的认知，还可能解释了地球历史上第二次大规模物种灭绝的原因。
自1610年伽利略·伽利莱发现土星环以来，我们在太阳系的多个天体上都发现了环。其中，在直径只有250千米的小行星10199“卡里克罗”这样的小天体上也发现了其现有的环。另外，像“火星”和土星的卫星“土卫八”等，虽然现在没有环，但也发现了过去有环的可能性。
图2:此次作为分析对象的21个撞击坑的位置考虑了当时的大陆的分布情况，上图为分析地图。从图中可以看出，各种撞击坑的位置都在赤道附近30度的范围内。
莫纳什大学的Tomkins以及他的同事们组成的三人研究小组，表示在“奥陶纪”(4亿8540万~ 4亿4380万年前)的中期，约4亿6600万年前，很有可能是地球上存在环的时期。在此之后约 4000 万年的时间里，地层中出现了“奥陶纪撞击峰”——天体撞击的痕迹，如陨石碎片和海啸沉积物，遍布世界各地。这被于此4000万年中形成的多个陨石坑所证实。
研究小组的三人认为陨石坑的分布可能是环存在的证据，并进行了研究。从力学的性质来看，环存在于赤道附近。如果天体从环中一点一点地坠落撞击地表，撞击坑应该集中在赤道附近。通常天体撞击地球的地点则几乎没有偏差，所以应该不会集中在赤道。
三人调查了被认为是奥陶纪撞击峰时期形成的数十个撞击坑中，受侵蚀和地壳变动等影响相对较小且年代明确的21个撞击坑的分布，且考虑了当时大陆的位置。结果显示，几乎所有的陨石坑都在距赤道30度的纬度范围内，最远的也就在南纬39度。
据推测，来自小行星带的不同天体的碰撞，像这次一样集中在赤道附近的偶然事件发生的概率大约在2500万分之一以下。考虑到从这个时代的地层中发现的陨石碎片的成分几乎仅限于一种组成，三人认为，奥陶纪碰撞尖峰可能不是单独的天体碰撞，而是一个天体达到洛希极限后破碎，暂时形成环状并在之后逐渐坠落。
此次研究表明，地球在约4亿6600万年前至4000万年间，在距离地表不到1万5800千米的高度上有一个环。据推测，成为环的天体，如果是没有缝隙的块状天体，直径在10.5 km以上，如果是有缝隙的碎石堆天体，直径则在12.5 km以上。
研究小组的三人认为，如果地球上有环的话，可能会对地球的气候造成影响。环反射日光，投下阴影，因此夏季一侧日照量增加，冬季一侧日照量减少。另外，脱离环的天体会坠落、碰撞，将尘埃散布到大气中。由此，地球整体趋向寒冷化。
在奥陶纪，地球的平均气温下降了约8℃，发生了历史上最大级别的寒冷化事件“赫南特期”。但是，当时大气中的二氧化碳浓度很高，在温暖化的条件都具备的情况下寒冷化是一个很大的谜。如果环遮挡了阳光是寒冷化的主要原因的话，二氧化碳浓度的矛盾也能得到说明。然后环经过4000万年之后消失，阳光也不再受阻隔的话，地球就会变暖。因为环的消失和变暖的时期是重合的，所以对此也有解释。
在奥陶纪，生物多样性显著增加，植物向陆地进军，在奥陶纪末期，海洋生物种类的85%灭绝，发生了历史上第二大规模的灭绝。这些都可以认为是急剧的气候变化促进了生物的适应，或者导致了不能适应的生物的灭绝。这次的研究表明，奥陶纪末大灭绝的原因是地球的环。研究小组认为，通过更详细地调查对气候的影响，可以验证这次提出的可能性是否妥当。
不过，这样的地球环在其它时代也存在吗？为了形成环，天体不仅要进入洛希极限，还需要以特定的速度和角度进入，才能被地球作为临时卫星捕获。因为满足这样的条件的可能性非常低，地球的环被认为是相当罕见的。研究小组认为，从5亿3880万年前到现在(生物大型化和多样化发展的显生代期间)，同样规模的地球环只发生过奥陶纪的这一次。
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