地球可能曾拥有像土星一样的环

(SeaPRwire) –   如果天文学家在 4.66 亿年前漫步地球，他们可能会看到一些特别的东西。月亮、行星、恒星和太阳看起来与今天几乎相同。但地球本身会更加艳丽——装饰着与围绕木星、土星、天王星和海王星的环系统类似的环系统。这是发表在《地球与行星科学快报》上的结论，不仅解释了围绕我们星球的近太空区域发生了什么，还解释了地球表面的情况，当时全球深冻导致平均温度迅速下降了 8°C（14.4°F）——这种气候变化被称为希尔南特冰期。

这项研究由澳大利亚莫纳什大学地球大气与环境学院教授领导，对远古地球进行了仔细观察，回到了被称为奥陶纪的时期，当时大陆主要集中在南半球和北半球的低纬度地区。当时正处于奥陶纪大辐射时期，脊椎动物、无脊椎动物、藻类和海生植物在海洋和海域中繁衍生息，但陆地仍然没有生命。在这个纪元中，还有持续了 4000 万年的时间被称为奥陶纪末期，这段时间地球遭受了来自太空的流星雨的轰击。

这些撞击的大部分证据来自石灰石中高含量的陨石成分——由硅酸盐、硫化物、铁镍等组成的陨石成分，这些石灰石可以追溯到那个时期。几乎所有陨石坑本身早已消失不见——有些被南极的冰覆盖，有些被侵蚀所抹去，有些被板块碰撞和地面断裂所破坏。今天，只有 21 个撞击疤痕幸存下来。它们的位置讲述了一个引人注目的故事。

寻找远古陨石坑的最佳地点是在地球上被称为克拉通的区域——这些区域是地质上稳定的广大区域，在漫长的时间里几乎没有变化。克拉通遍布世界各地——在西澳大利亚；北美和格陵兰；斯堪的纳维亚和波罗的海国家；西伯利亚；印度和斯里兰卡；南部非洲；以及南美洲东部。然而，这些大陆现在所在的位置并非它们在撞击时期所在的位置。当汤普金斯和他的同事开始绘制保存在克拉通中的 21 个奥陶纪陨石坑的位置时，他们注意到了一些有趣的事情：所有这些陨石坑都位于撞击时相对于赤道的 30 度范围内。尽管事实上构成远古大陆的 70% 的陆地位于该带之外。

如果陨石是从天空中的所有点随机降落，研究人员计算出，所有幸存的陨石坑都位于现在位置的概率只有 2500 万分之一。有一些东西将进入的弹药集中到狭窄的纬度范围内，汤普金斯和他的同事怀疑他们知道是什么。

长期以来，人们普遍认为奥陶纪撞击高峰的原因是火星和木星之间小行星带中一个大型天体因碰撞而解体，碎片最终找到了通往地球的路径。但考虑到陨石坑的位置，这种解释并不合适。一个更好的场景——也是这篇新论文所主张的场景——是这个天体从小行星带中完整地逃脱并向内太阳系移动。最终，它飞到离地球足够近的地方，穿透了我们的星球的洛希极限，这是地球引力实际上会将其撕裂的界线，距离地表约 1900 英里，形成了一个飞行的碎石场。这些岩石群最终会稳定下来，在星球赤道周围形成一个整齐的环。但这个环不能持久：地球引力和地球磁层（延伸到太空 6000 多英里）的拖拽最终会将碎石拉到地表，消除了这个环。

“在数百万年的时间里，这个环中的物质逐渐落到地球上，造成了地质记录中观察到的陨石撞击高峰，”汤普金斯在论文发布的新闻稿中说。“我们……看到这一时期沉积岩中的地层含有大量的陨石碎片。”

然而，在这一切发生之前，这个环会对地面气候产生深远的影响。地球轴线 23 度的倾斜会导致这个环将其表面呈现给太阳，在地球大气层和地面投下阴影，导致全球气温下降 14.4°F，形成了希尔南特冰期。随着碎石开始作为陨石进入，撞击产生的尘埃被踢到大气层中，会加剧这种变暗和降温。

“环系统可能影响全球气温的想法，为我们理解地外事件如何塑造地球气候增加了新的复杂性，”汤普金斯说。