1.8亿年前太阳系混沌行为及其对地球的影响被揭示

  本报南京7月5日电（记者苏雁、光明网记者姬尊雨）太阳系的动力学稳定性是天文学研究的核心问题之一。近日，中国科学院南京地质古生物研究所科研人员与国内外同行合作，对我国准噶尔盆地早侏罗世晚期三工河组陆相沉积地层开展研究，揭示了中生代早期强烈的火星—地球超长偏心率变化，为深时（通常指人类出现之前的历史）太阳系混沌行为提供了关键限定证据。相关成果于7月1日在线发表于国际期刊《美国科学院院报》。

  法国天文学家和数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯曾提出，根据行星的初始位置和万有引力定律，理论上可以恢复所有行星的运动轨迹。然而，实际情况因多体问题而复杂。行星间的引力共振导致太阳系呈现混沌特性，微小的初始条件差异即可引发轨道不可预测的“蝴蝶效应”。凭借现代超级计算机和高精度的数值模型，天文学家能够预测6000万年内的行星轨道演化，但突破这一时间限制，需要依靠地质记录的反演研究。

  在距今约2.37~1.75亿年的晚三叠世至早侏罗世，准噶尔盆地是一个大型浅水湖泊系统，三工河组是准噶尔盆地及其周边山区早侏罗世晚期的陆相沉积地层单元。相关分析表明，三工河组有机碳同位素中记录了160万年的火星—地球超长偏心率周期。进一步的研究数据发现，火星—地球超长偏心率周期在中生代早期经历了显著变化，证明了深时太阳系存在混沌行为。

  研究团队精确限定了托阿尔期大洋缺氧事件（距今约1.8亿年前的全球快速升温事件）在三工河组中的地层位置，研究表明当时准噶尔盆地气候干旱且高温，可能与超级火山喷发引发的全球气温升高相关。这次事件正好与160万年超长偏心率周期相对应。

  “研究成果有助于揭示深时全球变暖事件的机制和过程，进而深化我们对未来气候变化的理解。”论文第一作者、中国科学院南京地质古生物研究所副研究员房亚男表示，本研究为限定深时太阳系混沌行为、检验行星初始位置和验证重力模型提供了重要线索，还为地球外力（轨道）和内力（构造运动—超级火山喷发）对地球碳循环与气候的影响提供了重要证据。