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每隔很長一段時間，地球上就會發生一些幾乎難以言喻的事情。某種可怕的力量伸出來，將生命之樹撕得支離破碎。在地質瞬間，無數生物滅絕，整個血統不復存在。
最著名的大規模滅絕發生在約6600萬年前，當時一顆山脈大小的太空岩石撞擊地球后，引發了全球範圍的環境破壞，導致恐龍滅絕。我們今天仍然可以看到撞擊留下的痕跡，即位於尤卡坦半島的近200公里寬的隕石坑。
但這只是古生物學家認可的“五大”災難性大滅絕之一，甚至不是最糟糕的。大約2.52億年前，二疊紀-三疊紀大滅絕導致地球上估計十分之九的物種滅絕——科學家稱之為“大滅絕”。除了五大滅絕之外，還有證據表明存在數十次規模較小、程度較輕的大滅絕事件。並非所有這些都與巨大的撞擊有確切的聯絡；有些則與全球範圍內火山活動的大幅增加有關，這些活動導致了劇烈的、破壞性的氣候變化和棲息地喪失。研究人員懷疑，許多——也許是大多數——大規模滅絕是由於重疊事件造成的壓力引起的，例如巨大的撞擊與爆發的超級火山相結合。也許最糟糕的大規模滅絕僅僅是時間不佳的問題，是行星倒黴的例子。
或者，也許大規模滅絕根本不是混亂的偶然事件。也許它們實際上是可預測的和確定的，就像鐘錶一樣。一些研究人員對此進行了推測，因為他們在巨大的撞擊、火山活動和生物多樣性下降中觀察到了一些奇怪的模式。
在20世紀80年代初，芝加哥大學的古生物學家大衛·勞普和傑克·塞普科斯基發現了證據，證明了自二疊紀-三疊紀大滅絕以來，化石記錄中存在2600萬年的大規模滅絕模式。這種2600萬年的週期性與五大滅絕以及其他幾次滅絕重疊並緊密吻合。在隨後的幾年裡，其他幾位研究地球地質記錄的研究人員複製了勞普和塞普科斯基的最初結論，發現大約3000萬年的大規模滅絕週期性可以追溯到5億年前。其中一些研究人員還聲稱在撞擊隕石坑和火山活動中檢測到類似的、對齊的週期性。每隔3000萬年左右（上下浮動幾百萬年），似乎星星連成一線，使地球上的所有生命都遭受痛苦。然而，由於缺乏將所有這些不同現象聯絡起來的明確機制，這個想法多年來一直處於科學的邊緣。
它可能不再是一個邊緣想法了。根據紐約大學的地球科學家邁克爾·蘭皮諾的說法，暗物質可能是缺失的環節——地球神秘的數百萬年巨大撞擊、大規模火山活動和行星死亡週期的背後機制。
暗物質是一種隱形物質，它幾乎不透過引力以外的任何力與宇宙的其餘部分相互作用。無論暗物質是什麼，天文學家都透過觀察大型結構如何響應其引力推力而推斷出它相當多。暗物質似乎構成了宇宙中幾乎85%的質量，它被認為是星系凝聚的宇宙支架。事實上，許多理論都認為暗物質集中在銀河系等螺旋星系的中心平面上。我們的太陽系緩慢地圍繞著銀河系核心執行，週期性地像漂浮在水中的軟木塞一樣上下移動穿過這個平面。我們太陽系上下移動的週期被認為大約是3000萬年。聽起來熟悉嗎？
2014年，哈佛大學的物理學家麗莎·蘭德爾和馬修·里斯發表了一項研究，表明銀河系平面中薄薄的暗物質盤的引力如何擾亂彗星的軌道，從而週期性地用巨大的撞擊轟擊地球。為了可靠地將遙遠的彗星擊落到穿越地球的軌道上，暗物質盤需要很薄，大約是銀河系可見恆星盤厚度的十分之一，並且密度至少為每平方光年一個太陽質量。
蘭德爾和里斯的理論與暗物質的合理特性大致一致，但研究人員僅使用它來解釋撞擊的週期性。在發表於《皇家天文學會月刊》的新研究中，蘭皮諾認為暗物質也可以解釋火山活動假定的週期性。這個想法可以追溯到至少20世紀90年代的同行評議文獻。
蘭皮諾說，如果暗物質形成密集的團塊，而不是均勻地分佈在整個盤中，那麼地球在穿過盤時，可能會在其引力場中掃蕩並捕獲大量的暗物質粒子。這些粒子會落到地球核心，在那裡它們可以達到足夠的密度而相互湮滅，在太陽系穿過銀河系平面時將核心加熱數百攝氏度。數百萬年來，過熱的地核會向地表噴出巨大的岩漿羽流，產生巨大的火山爆發，這些爆發會撕裂大陸，改變海平面和改變氣候。與此同時，太陽系穿過暗物質盤而受到擾動的彗星仍將撞擊地球。死亡將來自上方和下方，形成強大的連續打擊，從而引發大規模滅絕浪潮。
如果屬實，蘭皮諾的假設不僅對地球上生命的過去和未來具有深遠的影響，而且對整個行星科學也具有深遠的影響。科學家們將不得不從星系的背景來考慮地球和太陽系其他岩石世界的歷史，其中銀河系看不見的暗物質結構是行星生命中關鍵事件的真正原因。“大多數地質學家不會喜歡這個，因為這可能意味著天體物理學超越地質學，成為地質變化的根本驅動力，”蘭皮諾說。“但是地質學，或者說行星科學，實際上是天體物理學的一個子領域，不是嗎？”
當然，關鍵問題是銀河系的一些暗物質是否真的存在於一個薄而團狀的盤中。幸運的是，在十年之內，研究人員應該會掌握大量的資料，這些資料可以反駁或驗證蘭皮諾有爭議的觀點。歐洲航天局的蓋亞號航天器於2013年發射，旨在繪製銀河系中10億顆恆星的運動圖，它將有助於確定任何暗物質盤的尺寸以及我們的太陽系透過它的振盪頻率。對其他古代隕石坑的發現和研究也可以證實或反駁假定的巨大撞擊週期性，並有助於確定有多少是由彗星而不是小行星引起的。如果蓋亞號的結果顯示沒有薄而密集的暗物質盤的跡象，或者如果研究表明更多隕石坑是由來自太陽系內部的岩石小行星引起的，而不是由冰彗星引起的，那麼蘭皮諾和其他研究人員可能不得不重新開始研究。
或者，暗物質驅動的大規模滅絕的證據可能來自河外天文學，甚至來自粒子物理學本身。最近對環繞仙女座的小衛星星系的觀測（仙女座是銀河系最近的鄰近螺旋星系）初步支援了那裡存在暗物質盤的觀點，這表明我們的星系也可能有一個暗物質盤。
即便如此，密歇根大學的天體物理學家凱瑟琳·弗里斯（Katherine Freese）是最早嚴格研究暗物質湮滅如何在地球內部發生的研究人員之一，她指出蘭皮諾的設想需要“非常特殊的暗物質”。具體而言，暗物質必須與自身發生微弱的相互作用，才能消散足夠的能量以冷卻並沉降到一個平靜的、非常薄的盤中。根據麗莎·蘭德爾的說法，她與人合著了2014年的一篇論文，該論文認為暗物質可能透過巨大的撞擊來驅動滅絕，有幾種合理的理論模型預測了這樣的盤，但很少有模型允許蘭皮諾的假設所需的密集盤內團塊。
“在大多數暗物質模型中，這些團塊並不存在，”蘭德爾說。“即使它們確實存在並分佈在盤中，我們也沒有看到它們會足夠頻繁地穿過地球。畢竟，團塊不是空間填充的，太陽系可以透過它們之間的空間。”此外，蘭德爾指出，如果密集的團塊確實存在於薄薄的暗物質盤中，那麼暗物質應該偶爾在團塊中湮滅，從而產生伽馬射線。“目前尚不清楚為什麼我們還沒有觀察到伽馬射線訊號，”她說。
還有一種可能性是，如果正在進行的眾多暗物質探測實驗中的一項最終發現了目標並確定了這種難以捉摸的宇宙物質的粒子身份，那麼關於薄的、自相互作用的暗物質盤的理論可能會被完全掃除。
或者，最有可能的是，大規模滅絕、撞擊和溢流玄武岩的所謂週期性並不像人們希望的那樣清晰和精確地對齊。德國海德堡馬克斯·普朗克天文研究所的天體物理學家科林·貝勒-瓊斯曾對撞擊隕石坑率以及大規模滅絕進行了統計分析，他對兩者是否都表現出週期性現象表示懷疑。
問題在於，現有資料質量不高，且存在巨大的不確定性。地球撞擊坑的統計資料歷來變動很大，且可疑。其假定的週期性會隨著評估的撞擊坑的最小尺寸而發生巨大波動，而且撞擊坑可能會被各種地質過程抹去、遮蔽甚至模仿。根據貝勒-瓊斯的說法，來自化石記錄的生物多樣性統計資料更加成問題，因為有更多複雜的機制決定了不同種類生物的化石是如何、何時以及在何處形成和儲存的。此外，貝勒-瓊斯指出，太陽系在銀河系中上下振盪仍然存在數百萬年的不確定性。
貝勒-瓊斯表示，雖然聲稱所有這些資料中存在重疊、對齊的週期性可能具有重要意義和有效性，但更有可能的是，它們僅僅是人類過於傾向於將秩序和邏輯投射到混亂的噪聲之上的產物。週期性支持者強烈反對，這場激烈的、來回的爭論仍在科學文獻中持續進行。
“我認為提出這些問題是很有趣且有價值的，”貝勒-瓊斯說。“但我們必須小心，不要給人一種我們實際上有一個需要暗物質作為大規模滅絕機制的問題的印象。談論機制是可以的，但假定的週期性——或者說，缺乏週期性——並沒有為它提供任何證據。”
蘭皮諾和其他在化石和撞擊坑中看到週期性的人坦率地承認，他們的結論是推測性的，並且他們的一些統計資料目前並不令人信服。然而，他們在破碎的岩石和散落的化石中瞥見的秩序暗示仍然激發著他們尋找最後一塊拼圖，一些關鍵的證據，最終將使一切連貫起來，並證實這可能是迄今為止發現的生命和死亡最偉大的迴圈。
不管怎樣，時間最終會說明一切。在地質時間尺度上，我們振盪、上下浮動的太陽系最近穿過了銀河系的中間平面，穿過了暗物質盤將存在的區域。也許遙遠的彗星現在就能感受到那溫柔的拉力，而地球的核心已經因暗物質湮滅而嘶嘶作響。確認可能近在咫尺，就在下一次大規模滅絕級別的彗星撞擊或超級火山爆發之時。請繼續關注天空，以及你腳下的地面。