曾几何时,地球可能拥有自己的行星环。
从宇宙的角度看,这个假想的环持续的时间并不长——只有几千万年。但根据澳大利亚莫纳什大学行星科学家安迪·汤姆金斯领导的一项分析,这足以在地球的地质记录上留下持久的印记。
汤姆金斯和他的团队重建了陨石撞击次数异常增加的现象,即奥陶纪撞击峰,并确定地球轨道上缓慢衰减的环可能是这一异常现象的合理解释。而且非常有趣。
汤姆金斯告诉 ScienceAlert:“我喜欢想象如果地球周围有一个环,它会是什么样子,与今天相比,那将是非常不同的。”
这是一项了不起的侦探工作,通过未来的分析,它或许有助于解释地球历史的其他方面。
“数百万年来,该环上的物质逐渐坠落到地球上,形成了地质记录中观察到的陨石撞击次数激增。”汤姆金斯说“我们还发现,这一时期的沉积岩层中含有大量的陨石碎片。”
人们认为,光环在太阳系中相当常见。有证据显示也一样。这就提出了一个问题:地球在它狂野的过去可能曾经有一个环吗?
如果它曾经存在,我们不太可能在太空中找到它的踪迹;但在奥陶纪,大约 5 亿年前的一段时间里,陨石撞击突然激增,持续了大约 4000 万年。这段时间出现了一大堆陨石坑,它们之间的距离非常近。
这种距离不仅体现在时间上,还体现在位置上。汤姆金斯和他的团队分析了撞击高峰期间出现的 21 个陨石坑,发现它们都在赤道 30 度纬度以内。这一点并不是立即显现出来的,因为在奥陶纪,地球的大陆都是超大陆冈瓦纳的一部分,后来冈瓦纳大陆分裂并漂移开来。
这些陨石坑的聚集似乎很奇怪,但事实甚至更加奇怪。陨石撞击似乎只落在了 30% 的裸露陆地上,全部位于赤道地区。因此,虽然陨石比我们今天看到的要普遍得多,但这些特定的撞击只局限于地球的一小部分——几乎就像一堆岩石从环绕地球中部的一条狭窄岩石带上掉下来一样。
根据汤姆金斯和他的同事的说法,这可能正是所发生的情况。
他们的分析表明,大约 4.66 亿年前,小行星正好飞入地球引力。它并没有近到立即坠落的程度——但它足够近以至于被潮汐力撕裂,越过了被称为洛希极限。
对于松散的小行星来说,洛希极限的高度约为 15,800 公里(约 9,800 英里)。低于一些卫星- 在这个高度范围内,小行星残骸可以在相对稳定的轨道上绕地球运行,并随着时间的推移逐渐衰减。
这与我们在太阳系其他地方观察到的情况一致。,落到地球上我们看到?但在此之前,行星的引力将彗星撕裂,形成了一个围绕行星数年的碎片场。因此,地球撕裂然后吞噬小行星的说法似乎非常合理。
撞击集中是一个证据。沉积物中也有大量陨石物质,它们在同一时间、同一时间段内积累而成。这两条线索可能都与同一颗小行星有关。
可能还有另一个线索。大约 4.45 亿年前的奥陶纪末期,地球进入了毁灭性的冰河时代;这是过去 5 亿年来最冷的一次。地球周围的光环可能会通过在地表上投下阴影而加剧这种情况。目前这还只是推测,需要进一步调查。
“研究的下一阶段需要进行数值建模。我们已经在进行这项工作,但我希望其他科学家也能参与其中,”汤姆金斯告诉 ScienceAlert。
这种模型将重现小行星的分裂过程,以及小行星碎片形成环的过程,以及环随时间的变化。这将揭示环可能具有的结构和形状,以及它是否会投射出巨大的阴影。然后需要将这些数据提供给气候科学家,以了解其可能产生的影响。
但如果它确实有影响,那么其影响不仅对我们理解自己的世界,而且对气候干预都非常有趣。
“当时发生的另一件事是奥陶纪生物多样性大事件(不同生物的快速进化)——快速气候变化“这给生命带来了挑战,也带来了进化的需要。所以,如果光环推动了气候变化(目前这还是一个很大的假设),那么它也可能推动了快速进化,”汤姆金斯说。
“一个有趣的概念是,这将是改造过热行星的一种方式。例如,如果我们将一颗大型小行星重新定向到围绕金星,冷却将导致大气中部分降雨,甚至可能导致相当显著的冷却。”
我们可能不会急于改造金星。但想象一下我们能做到这一点不是很有趣吗?
该研究已发表于地球与行星科学快报。