大约4.66亿年前，远在恐龙时代之前，地球就冻结了。海洋开始在地球两极结冰，地球周围新的温度范围为新物种的繁盛创造了条件。这个冰河时代的成因一直是个谜，直到现在:包括芝加哥大学教授在内的一组科学家进行的一项新研究认为，冰河时代是由全球变冷引起的，而全球变冷是由外层空间一次巨大的小行星碰撞所引发的大气中的额外尘埃所引发的。
总是有很多来自外太空的尘埃飘向地球，一些小行星和彗星，但这些尘埃通常只是我们大气中其他尘埃的一小部分，比如火山灰、沙漠和海盐。但是，当火星和木星之间的一颗93英里宽的小行星在4.66亿年前解体时，它产生的尘埃比平常多得多。
芝加哥大学地球物理科学副教授、菲尔德博物馆馆长、论文作者之一菲利普赫克(Philipp Heck)说:“通常情况下，地球每年会获得约4万吨外星物质。”“想象一下，把它乘以一千或一万倍。”
为了说明这一点，在一个典型的年份里，1000辆半卡车的星际尘埃落到了地球上。在碰撞之后的几百万年里，可能会有一千万辆半人力车。
赫克是陨石和宇宙尘埃方面的专家，他说:“我们的假设是，在至少200万年的时间跨度内，大量的外星尘埃在改变地球气候、促进地球降温方面发挥了重要作用。”
瑞典隆德大学的Birger Schmitz是这项研究的主要作者，同时也是菲尔德博物馆的研究助理。“我们的研究可以提供一个更详细的，基于经验的理解，这是如何工作的，这反过来可以用来评估模型模拟是否现实。”
为了找到答案，研究人员在4.66亿年前的岩石中寻找太空尘埃的痕迹，并将其与南极洲的微小陨石进行比较，作为参考。赫克说:“我们在地球的沉积记录中研究了地外物质、陨石和微陨石，这意味着岩石曾经是海底。”“然后我们提取了外星物质，以发现它是什么，它来自哪里。”
从外太空中提取地外物质——微小的陨石和尘埃——需要从古老的岩石中提取，并用酸处理它，酸会腐蚀岩石并留下太空物质。研究小组随后分析了剩余尘埃的化学成分。研究小组还分析了来自古代海底的岩石，寻找很少出现在地球岩石中的元素，以及显示出来自外太空特征的同位素(不同形式的原子)。例如，氦原子通常有两个质子、两个中子和两个电子，但有些从太阳中发射到太空的氦原子缺少一个中子。这些特殊氦同位素的存在，以及小行星上经常发现的稀有金属，证明了尘埃来自太空。
其他科学家已经证实，我们的星球大约在这个时候经历了冰河时代。地球海洋中的水量影响着海床上岩石的形成，而这段时期的岩石显示出较浅海洋的迹象——这暗示着地球上的一些水被困在冰川和海冰中。Schmitz和他的同事是第一个证明这个冰河时代与大气中额外的尘埃同步的人。“时机似乎很好，”他说。大气中多余的尘埃有助于解释冰河时代——通过过滤掉阳光，这些尘埃将导致全球变冷。
由于尘埃在地球上漂浮了至少200万年，冷却的过程是渐进的，足以让生命适应甚至受益于这些变化。随着适应不同温度地区生存的生物的进化，新物种大量涌现。
赫克指出，虽然全球变冷时期对地球上的生命有益，但快节奏的气候变化可能是灾难性的。“在我们研究的全球变冷中，我们讨论的是数百万年的时间尺度。这与6500万年前导致恐龙灭绝的陨石引起的气候变化非常不同，也不同于今天的全球变暖——全球变冷是一个温和的推动。压力减少了。”
人们很容易认为，今天的全球变暖问题可以通过复制4.66亿年前引发全球变冷的沙尘暴来解决。但赫克表示，他将保持谨慎:“地球工程提案应该得到非常严格和谨慎的评估，因为如果出现问题，情况可能会变得比以前更糟。”
赫克不相信我们已经找到了解决气候变化的办法，但他说，我们沿着这些思路思考是一个好主意。
赫克说:“无可否认，我们正在经历全球变暖。“我们需要考虑如何预防灾难性后果，或者将其最小化。任何合理的想法都应该被探索。”
引文:“中奥陶纪冰期的一个外星触发因素:l -球粒陨石母体解体所产生的尘埃。Schmitz等，《科学进展》，2019年9月18日。DOI: 10.1126 / sciadv.aax4184
资金:瑞典研究理事会,克努特和爱丽丝•瓦伦堡基金会欧洲研究理事会Tawani基金会、瑞士国家科学基金会、地区政府项目的竞争增长喀山联邦大学的俄罗斯基础研究基金会利华休姆信托赞助,比利时科学政策(Belspo),研究基金会-弗兰德斯(FWO), sccp布鲁塞尔,欧洲委员会的国家科学研究基金。
-改编自菲尔德博物馆最初发布的新闻稿