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每隔很长一段时间，地球上就会发生一些几乎难以言喻的事情。某种可怕的力量伸出来，将生命之树撕得支离破碎。在地质瞬间，无数生物灭绝，整个血统不复存在。
最著名的大规模灭绝发生在约6600万年前，当时一颗山脉大小的太空岩石撞击地球后，引发了全球范围的环境破坏，导致恐龙灭绝。我们今天仍然可以看到撞击留下的痕迹，即位于尤卡坦半岛的近200公里宽的陨石坑。
但这只是古生物学家认可的“五大”灾难性大灭绝之一，甚至不是最糟糕的。大约2.52亿年前，二叠纪-三叠纪大灭绝导致地球上估计十分之九的物种灭绝——科学家称之为“大灭绝”。除了五大灭绝之外，还有证据表明存在数十次规模较小、程度较轻的大灭绝事件。并非所有这些都与巨大的撞击有确切的联系；有些则与全球范围内火山活动的大幅增加有关，这些活动导致了剧烈的、破坏性的气候变化和栖息地丧失。研究人员怀疑，许多——也许是大多数——大规模灭绝是由于重叠事件造成的压力引起的，例如巨大的撞击与爆发的超级火山相结合。也许最糟糕的大规模灭绝仅仅是时间不佳的问题，是行星倒霉的例子。
或者，也许大规模灭绝根本不是混乱的偶然事件。也许它们实际上是可预测的和确定的，就像钟表一样。一些研究人员对此进行了推测，因为他们在巨大的撞击、火山活动和生物多样性下降中观察到了一些奇怪的模式。
在20世纪80年代初，芝加哥大学的古生物学家大卫·劳普和杰克·塞普科斯基发现了证据，证明了自二叠纪-三叠纪大灭绝以来，化石记录中存在2600万年的大规模灭绝模式。这种2600万年的周期性与五大灭绝以及其他几次灭绝重叠并紧密吻合。在随后的几年里，其他几位研究地球地质记录的研究人员复制了劳普和塞普科斯基的最初结论，发现大约3000万年的大规模灭绝周期性可以追溯到5亿年前。其中一些研究人员还声称在撞击陨石坑和火山活动中检测到类似的、对齐的周期性。每隔3000万年左右（上下浮动几百万年），似乎星星连成一线，使地球上的所有生命都遭受痛苦。然而，由于缺乏将所有这些不同现象联系起来的明确机制，这个想法多年来一直处于科学的边缘。
它可能不再是一个边缘想法了。根据纽约大学的地球科学家迈克尔·兰皮诺的说法，暗物质可能是缺失的环节——地球神秘的数百万年巨大撞击、大规模火山活动和行星死亡周期的背后机制。
暗物质是一种隐形物质，它几乎不通过引力以外的任何力与宇宙的其余部分相互作用。无论暗物质是什么，天文学家都通过观察大型结构如何响应其引力推力而推断出它相当多。暗物质似乎构成了宇宙中几乎85%的质量，它被认为是星系凝聚的宇宙支架。事实上，许多理论都认为暗物质集中在银河系等螺旋星系的中心平面上。我们的太阳系缓慢地围绕着银河系核心运行，周期性地像漂浮在水中的软木塞一样上下移动穿过这个平面。我们太阳系上下移动的周期被认为大约是3000万年。听起来熟悉吗？
2014年，哈佛大学的物理学家丽莎·兰德尔和马修·里斯发表了一项研究，表明银河系平面中薄薄的暗物质盘的引力如何扰乱彗星的轨道，从而周期性地用巨大的撞击轰击地球。为了可靠地将遥远的彗星击落到穿越地球的轨道上，暗物质盘需要很薄，大约是银河系可见恒星盘厚度的十分之一，并且密度至少为每平方光年一个太阳质量。
兰德尔和里斯的理论与暗物质的合理特性大致一致，但研究人员仅使用它来解释撞击的周期性。在发表于《皇家天文学会月刊》的新研究中，兰皮诺认为暗物质也可以解释火山活动假定的周期性。这个想法可以追溯到至少20世纪90年代的同行评议文献。
兰皮诺说，如果暗物质形成密集的团块，而不是均匀地分布在整个盘中，那么地球在穿过盘时，可能会在其引力场中扫荡并捕获大量的暗物质粒子。这些粒子会落到地球核心，在那里它们可以达到足够的密度而相互湮灭，在太阳系穿过银河系平面时将核心加热数百摄氏度。数百万年来，过热的地核会向地表喷出巨大的岩浆羽流，产生巨大的火山爆发，这些爆发会撕裂大陆，改变海平面和改变气候。与此同时，太阳系穿过暗物质盘而受到扰动的彗星仍将撞击地球。死亡将来自上方和下方，形成强大的连续打击，从而引发大规模灭绝浪潮。
如果属实，兰皮诺的假设不仅对地球上生命的过去和未来具有深远的影响，而且对整个行星科学也具有深远的影响。科学家们将不得不从星系的背景来考虑地球和太阳系其他岩石世界的历史，其中银河系看不见的暗物质结构是行星生命中关键事件的真正原因。“大多数地质学家不会喜欢这个，因为这可能意味着天体物理学超越地质学，成为地质变化的根本驱动力，”兰皮诺说。“但是地质学，或者说行星科学，实际上是天体物理学的一个子领域，不是吗？”
当然，关键问题是银河系的一些暗物质是否真的存在于一个薄而团状的盘中。幸运的是，在十年之内，研究人员应该会掌握大量的数据，这些数据可以反驳或验证兰皮诺有争议的观点。欧洲航天局的盖亚号航天器于2013年发射，旨在绘制银河系中10亿颗恒星的运动图，它将有助于确定任何暗物质盘的尺寸以及我们的太阳系通过它的振荡频率。对其他古代陨石坑的发现和研究也可以证实或反驳假定的巨大撞击周期性，并有助于确定有多少是由彗星而不是小行星引起的。如果盖亚号的结果显示没有薄而密集的暗物质盘的迹象，或者如果研究表明更多陨石坑是由来自太阳系内部的岩石小行星引起的，而不是由冰彗星引起的，那么兰皮诺和其他研究人员可能不得不重新开始研究。
或者，暗物质驱动的大规模灭绝的证据可能来自河外天文学，甚至来自粒子物理学本身。最近对环绕仙女座的小卫星星系的观测（仙女座是银河系最近的邻近螺旋星系）初步支持了那里存在暗物质盘的观点，这表明我们的星系也可能有一个暗物质盘。
即便如此，密歇根大学的天体物理学家凯瑟琳·弗里斯（Katherine Freese）是最早严格研究暗物质湮灭如何在地球内部发生的研究人员之一，她指出兰皮诺的设想需要“非常特殊的暗物质”。具体而言，暗物质必须与自身发生微弱的相互作用，才能消散足够的能量以冷却并沉降到一个平静的、非常薄的盘中。根据丽莎·兰德尔的说法，她与人合著了2014年的一篇论文，该论文认为暗物质可能通过巨大的撞击来驱动灭绝，有几种合理的理论模型预测了这样的盘，但很少有模型允许兰皮诺的假设所需的密集盘内团块。
“在大多数暗物质模型中，这些团块并不存在，”兰德尔说。“即使它们确实存在并分布在盘中，我们也没有看到它们会足够频繁地穿过地球。毕竟，团块不是空间填充的，太阳系可以通过它们之间的空间。”此外，兰德尔指出，如果密集的团块确实存在于薄薄的暗物质盘中，那么暗物质应该偶尔在团块中湮灭，从而产生伽马射线。“目前尚不清楚为什么我们还没有观察到伽马射线信号，”她说。
还有一种可能性是，如果正在进行的众多暗物质探测实验中的一项最终发现了目标并确定了这种难以捉摸的宇宙物质的粒子身份，那么关于薄的、自相互作用的暗物质盘的理论可能会被完全扫除。
或者，最有可能的是，大规模灭绝、撞击和溢流玄武岩的所谓周期性并不像人们希望的那样清晰和精确地对齐。德国海德堡马克斯·普朗克天文研究所的天体物理学家科林·贝勒-琼斯曾对撞击陨石坑率以及大规模灭绝进行了统计分析，他对两者是否都表现出周期性现象表示怀疑。
问题在于，现有数据质量不高，且存在巨大的不确定性。地球撞击坑的统计数据历来变动很大，且可疑。其假定的周期性会随着评估的撞击坑的最小尺寸而发生巨大波动，而且撞击坑可能会被各种地质过程抹去、遮蔽甚至模仿。根据贝勒-琼斯的说法，来自化石记录的生物多样性统计数据更加成问题，因为有更多复杂的机制决定了不同种类生物的化石是如何、何时以及在何处形成和保存的。此外，贝勒-琼斯指出，太阳系在银河系中上下振荡仍然存在数百万年的不确定性。
贝勒-琼斯表示，虽然声称所有这些数据中存在重叠、对齐的周期性可能具有重要意义和有效性，但更有可能的是，它们仅仅是人类过于倾向于将秩序和逻辑投射到混乱的噪声之上的产物。周期性支持者强烈反对，这场激烈的、来回的争论仍在科学文献中持续进行。
“我认为提出这些问题是很有趣且有价值的，”贝勒-琼斯说。“但我们必须小心，不要给人一种我们实际上有一个需要暗物质作为大规模灭绝机制的问题的印象。谈论机制是可以的，但假定的周期性——或者说，缺乏周期性——并没有为它提供任何证据。”
兰皮诺和其他在化石和撞击坑中看到周期性的人坦率地承认，他们的结论是推测性的，并且他们的一些统计数据目前并不令人信服。然而，他们在破碎的岩石和散落的化石中瞥见的秩序暗示仍然激发着他们寻找最后一块拼图，一些关键的证据，最终将使一切连贯起来，并证实这可能是迄今为止发现的生命和死亡最伟大的循环。
不管怎样，时间最终会说明一切。在地质时间尺度上，我们振荡、上下浮动的太阳系最近穿过了银河系的中间平面，穿过了暗物质盘将存在的区域。也许遥远的彗星现在就能感受到那温柔的拉力，而地球的核心已经因暗物质湮灭而嘶嘶作响。确认可能近在咫尺，就在下一次大规模灭绝级别的彗星撞击或超级火山爆发之时。请继续关注天空，以及你脚下的地面。