土星環(huán)是太陽系壯觀的天體結(jié)構(gòu)之一，它由一系列同心的、但密度和亮度上都不同的小環(huán)組成。
土星 NASA/JPL/Space Science Institute
它位于赤道平面上，非常寬，水平方向向外延伸282000公里，但它卻非常薄，有些地方從頂部到底部甚至只有10米。
雖然土星環(huán)肉眼不可見，但是它的主要成分是水冰，所以相對于土星顯得非常明亮，就像給土星加了一個光環(huán)一樣，讓土星變得更加迷人。
實際上，類似土星環(huán)一樣的行星環(huán)在太陽系非常普遍，只是其它行星的環(huán)都沒有土星的壯觀，木星、海王星和天王星都已經(jīng)被觀察到存在行星環(huán)，
海王星的環(huán) NASA
之所以只有土星環(huán)如此壯觀，其中一個原因是行星環(huán)可能只是暫時的，隨著時間推移，物體之間的引力會使它們落入行星，而土星光環(huán)比較年輕，它被認為只有幾億年的歷史。
另外一個原因，也是非常有趣的部分，土星的衛(wèi)星之一——土衛(wèi)二地下海洋噴出的水冰是土星E環(huán)的物質(zhì)來源。
土衛(wèi)二噴涌而出的水冰羽流 NASA/JPL/Space Science Institute
既然行星環(huán)只是暫時的，那么地球是否曾經(jīng)也有過光環(huán)呢？
眾所周知，火星有兩顆較小的天然衛(wèi)星——火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，一些天文學家認為這兩顆很可能就是“火星環(huán)”的遺跡。
行星環(huán)遠不是氣態(tài)巨行星獨享的，條件允許的話，巖石行星也會擁有自己的光環(huán)，地球歷史有一次爭議較小的環(huán)存在，那就是月球形成的時候。
現(xiàn)在主流的理論認為，月球的形成是因為在45億年前，一顆火星大小的天體撞擊了地球（現(xiàn)在喜歡將這個天體稱為忒伊亞），終形成了現(xiàn)在的月球和地球。
然而，這個過程肯定不是一蹴而就的，在撞擊瞬間有海量的碎片被拋向太空，這些碎片初可能會變成地球的光環(huán)，只是后面這些碎片要么落入了地球，要么落入了月球。
近，一項研究指出，地球的過去可能不止一次出現(xiàn)過光環(huán)，在大約4.66億年前，地球還獲得過一次環(huán)，這個光環(huán)存在數(shù)千萬年，而且它要為地球近5億年里冷的冰期負責！
行星環(huán)到底是如何形成的？
我們前面提到過，天體間的撞擊可能會形成行星環(huán)，因為這個過程會有大量的碎片產(chǎn)生，但實際上，已知現(xiàn)存的幾乎所有行星環(huán)都不是直接撞擊形成的。
目前觀測到的行星環(huán)大部分都位于洛希極限內(nèi)，只有創(chuàng)神星（柯伊伯帶天體）的兩個除外——2023年科學家在創(chuàng)神星的洛希極限之外發(fā)現(xiàn)了兩個環(huán)。
洛希極限指的是一個天體自身的引力與第二個天體對它造成的潮汐力相等時的距離，它隨著行星半徑的增加而線性增加。
當兩個天體之間彼此靠近，并小于洛希極限時，較小的天體就有可能被撕碎，這是因為這時較小天體各個位置上所收到的力無法再由小天體自身的引力主導。
那些被撕碎后的碎片會演變成圍繞較大天體赤道旋轉(zhuǎn)的碎屑環(huán)，這就是行星環(huán)形成的原因。
由于那些較大的氣態(tài)巨行星洛希極限大，更容易捕獲其它天體并將其撕碎，因此都存在光環(huán)。
另外，之所以是在赤道平面上，有許多原因，其中之一就是赤道上有大的離心力，碎片更容易被甩成環(huán)。
Picasa/Wikimedia Commons
為什么說4.66億年前的地球有過光環(huán)？
我們前面提到過，行星環(huán)通常只是暫時的，隨著時間推移，他會掉落到較大天體上，科學家就是通過分析地球過去的隕石襲擊來推測光環(huán)的存在。
大約4.66億年前，大量隕石開始撞擊了地球，至于科學家如何知道這點，是因為許多撞擊坑是在地質(zhì)學上短暫的時期內(nèi)形成的。
在同一時期，歐洲、俄羅斯和中國發(fā)現(xiàn)的石灰?guī)r沉積物中，含有大量來自某種隕石的碎片。
這些隕石碎片表明，它們暴露在太空輻射下的時間比我們今天看到的其它隕石要短得多（這說明它們可能是在地球上空才形成的）。
除了隕石襲擊之外，那時候還發(fā)生了高頻率的海嘯——這是從其他雜亂的沉積巖中推測出來的。
科學家確定了這次高頻率撞擊時期形成的21個隕石撞擊坑，并分析了他們的分布。
ArtOfAnrach
雖然這些隕石坑在世界各地被發(fā)現(xiàn)，但是利用地球板塊過去運動的模型就可以發(fā)現(xiàn)，所有這21個隕石坑都位于當時靠近赤道的大陸上，沒有一個隕石坑位于更靠近兩極的地方。
您可能想知道，所有撞擊都發(fā)生在赤道附近，這能說明什么呢？
這項研究的科學家測量了當時地球表面適合保存隕石坑的面積，發(fā)現(xiàn)當時只有大約30%的土地位于赤道附近，而有70%的土地位于高緯度地區(qū)。
隕石撞擊地球它是一個隨機事件，任何地方被撞擊的概率是一樣的，就像我們在月球、火星和水星上看到的無規(guī)則隕石坑一樣。
所以，如果這些隕石坑彼此之間沒有任何關(guān)聯(lián)的話，那么它們?nèi)砍霈F(xiàn)在赤道附近的可能性極小。
因此有理由懷疑，當時有一顆大型小行星在與地球近距離接觸時被撕碎，并逐漸在赤道上空形成一個環(huán)。
然后，在之后的幾千萬年里，這個環(huán)的小行星碎片像雨點一樣落到地球上，形成了我們前面描述的隕石坑、沉積物和海嘯。
看到這里，您是不是會覺得僅憑這些就判定當時有一個環(huán)，是不是有點倉促。
答案是肯定的。
Picasa/Wikimedia Commons
不過這項研究的科學家還發(fā)現(xiàn)，如果當時的地球擁有一個環(huán)的話，那么它就可以解釋當時的很多無法解釋的謎團。
您可能不知道，如果地球真的擁有一個環(huán)的話，那么我們在地球上觀測它會顯得非常壯觀。
地球的光環(huán)不會像土星環(huán)一樣主要由水冰組成，因為地球距離恒星太近了，不過即便是巖石光環(huán)，它依然會非常明亮。
Picasa/Wikimedia Commons
由于在洛希極限內(nèi)，所以對于地球觀察者來說，可以清楚的看到它，赤道的觀察者可以看到一條明亮的線條從地平線的一邊到另一邊，而遠離赤道的地方，會看到光環(huán)在天空中延伸開來，顯得相當壯觀。
△ 赤道上空的地球環(huán)
另外，它在夜晚反射太陽光的能力會比現(xiàn)在的月球更強，而且沒有周期性圓缺，因此夜晚的天空會更加明亮。
然而，這一切是有代價的，那就是“地球環(huán)”會讓地球變得更加寒冷，因為它會嚴重影響太陽輻射到達地球的量。
大約4.65億年前，地球突然開始急劇降溫，而到了4.45億年前，地球進入了赫南特冰河世紀，這是過去5億年中地球冷的時期。
目前還沒有更多證據(jù)表明當時具體發(fā)生了什么，讓地球突然降溫，但如果當時地球上空出現(xiàn)一個光環(huán)的話，那就很容易解釋這次降溫。
本文鏈接：http://m.zh1234.com/news42183.html地球曾經(jīng)也有壯美的行星環(huán)：但它帶來了一段冷的冰期
