4.66亿年前......

撰文：Birger Schmitz（隆德大学核物理教授）

4亿多年前，地球上发生了一件神秘的事情，引发了地球生命史上最重要的一次变化之一。突然间，物种激增，无脊椎动物的生物多样性从一个非常低的水平上升到与我们今天所看到的类似水平。对这一“奥陶纪生物大辐射”的最流行解释是，它是因为地球的温度从高到低并最终进入冰河时代所导致的。

但到底是什么触发了温度的变化呢？在一篇发表于《科学进展》杂志上的新论文中，我们从过去20亿年间的小行星带的解体记录中发现，其中规模最大的一次解体的时间恰好与温度变化发生的时间相符，那次解体是由另一颗小行星或彗星相撞造成的。即使在今天，地球上几乎三分之一的陨石都是由这颗宽150公里的小行星在木星和火星之间解体而来。

在这次事件之后，大量的尘埃扩散到整个太阳系中。尘埃的阻挡作用可以在一定程度上阻隔了阳光照射到地球，从而导致了地球上气温的下降。我们知道，这与气候从大致均匀变成为分区的气候区域（从两极的极地环境到赤道的热带环境）有关。无脊椎动物所出现的高度多样性，包括绿藻、原始鱼类、头足类和珊瑚，都是为了适应新的气候。

瑞典的海底

我们的证据来自于对在瑞典南部的Kinnekulle山和俄罗斯圣彼得堡附近的Lyna河发现的奥陶纪（4.85亿 - 4.43亿年前）的海底沉积物的详细研究。在Kinnekulle的一个采石场，我们发现了130多块“化石陨石”，这些陨石都是在远古时期落在地球上的，它们已经嵌入了海底沉积物中，像动物化石一样被保存了下来。

○ 化石陨石。| 图片来源：Birger Schmitz

所有的这些陨石化石都具有相同的成分，这表明它们都是同一次撞击产生的碎片，但只有一颗直径达20厘米的陨石化石除外。事实上，这些相同的陨石与当时在小行星带中解体的大型小行星是由同一种物质构成的。而另一颗陨石则可能来自与那颗大型小行星发生了撞击的一个较小天体。

我们已经知道，这次小行星碰撞发生在4.66亿年前。这可以通过对最近坠落的在奥陶纪解体的小行星进行同位素检测来确定年代。因此，采石场中的化石陨石必须代表的是在解体之后就被立即运送到了地球的物质。而且鉴于我们在海底发现的大量陨石，我们可以估算出当时陨石涌入地球的流量一定比现在高出几个数量级。

但是我们要如何知道这次撞击事件产生了大量的尘埃从而降低了地球的温度呢？我们还研究了沉积岩中颗粒非常细的微米级尘埃的分布。我们可以通过探测沉积物中含有的氦和其他物质来确定它是否来自外太空，因为这些物质只能通过太阳风轰击尘埃来解释，使这些尘埃在抵达地球的途中元素变得更加丰富。

○ 三叶虫化石。

○ 三叶虫化石。| 图片来源：Fredrik Terfelt