赫南特期冰川事件，又称安第斯-撒哈拉冰期、早古生代大冰期， 早古生代冰室， 晚奥陶世冰期，或奥陶纪末冰期，发生于古生代，大约在4.6亿至4.2亿年前，横跨晚奥陶世与志留纪。过去认为这一时期的冰川作用仅限于赫南特期本身，但现在已认识到这是一次更长、更渐进的降温事件， 最早可能始于达瑞威尔期， 此次冰川作用的证据可见于阿拉伯半岛、北非、南非、巴西、秘鲁、玻利维亚、智利、阿根廷及怀俄明州等地。 来自同位素数据的更多证据表明，晚奥陶世热带海洋温度比现今低约5°C，这可能是促成冰川作用的主要因素。
晚奥陶世冰川作用被广泛认为是晚奥陶纪大灭绝的主因，并且是唯一一次似乎与重大灭绝事件同时发生的冰期，导致近61%的海洋生物灭绝。 冰盖体积的峰值估计在5000万至2.5亿立方公里之间，冰川的持续时间从3500万年到不足100万年。在赫南特期鼎盛之时，此次冰期被认为远比更新世末期的末次冰盛期更加剧烈。 反映冰川性海平面变化的海平面升降在这一地质时期（约4.67亿年前）已有记录。 桑比期的同位素证据揭示了三次可能的冰进：早桑比期冰进、中桑比期冰进和晚桑比期冰进。 凯迪期可能发生了多次短暂的冰进：早凯迪期三次极短的冰川活动、晚早凯迪期的拉克韦雷冰进、中凯迪期冰进、晚早凯迪期的早阿什极尔冰进，以及紧接赫南特冰期之前、位于 Paraorthograptus pacificus 笔石带的一次最新凯迪期冰进，后者之后伴随着快速变暖事件。 与笔石生物地层对应的碳和钕同位素比值的偏移，进一步支持了凯迪期存在冰川型海平面升降旋回的说法， 来自肯塔基州和魁北克的牙形石磷灰石δ18O波动亦如是，它们很可能反映了冰川性海平面变化。 然而，凯迪期存在冰期仍具争议。 来自辛辛那提穹隆的凯迪期腕足动物和海水δ18O值显示了全球温室状态下的海洋温度特征。
赫南特冰期
在凯迪期-赫南特期界线，一次突然的变冷事件导致冰川迅速扩张，造就了显生宙最严重的冰期之一，这次极端变冷事件普遍认为与晚奥陶世大灭绝的第一幕同时发生。 赫南特期开始出现δ18O偏移；其幅度（+2至4‰）十分显著。 其偏移方向意味着冰川降温及可能的冰量增加。所观测到的δ18O指标偏移需要海平面下降100米，且热带海洋温度下降10°C，才能在此次冰期中发生。 沉积学数据显示，晚奥陶世冰盖覆盖了库夫拉盆地。冰盖可能还在北非和阿拉伯半岛形成了连续的冰盖。在所有出现早志留世页岩的北非地区，其下均伏有晚奥陶世冰川成因沉积物，这可能与这些盆地中盛行的缺氧条件有关。
赫南特期末，冰川突然消融，与晚奥陶世大灭绝的第二幕同时发生， 此后在鲁丹期，地球重返更为温暖的气候。 晚赫南特期的变暖同样表现为δ18O向更负值的快速漂移。 δ13C值在志留纪之初也同样急剧下降。 另一次冰期发生在晚特列奇期到中申伍德期。 从侯默期早期到晚期，地球又进入了一次冰期阶段。 早古生代大冰期的最后一次主要冰川作用发生在卢德福德期，与劳事件相关。
在此期间，阿拉伯、撒哈拉、西非、亚马逊南部及安第斯山脉均发现有冰川作用，且已知冰川作用中心从奥陶纪（4.5–4.4亿年前）的撒哈拉地区迁徙至志留纪（4.4–4.2亿年前）的南美洲。据Eyles和Young所述，“约4.4亿年前的一次主要冰期记录于西非（撒哈拉的塔马杰尔特组）、摩洛哥（廷杜夫盆地）及沙特阿拉伯中西部等当时极地纬度地区的晚奥陶世地层（主要为阿什极尔阶）。从晚奥陶世到早志留世，冰川作用中心从北非迁移至南美洲西南部。” 非洲和巴西东部发育了大陆冰川，而安第斯山脉则形成了山岳冰川。 在南美洲西部（秘鲁、玻利维亚和阿根廷北部）发现了冰川-海相杂砾岩，与浊积岩、页岩、泥流和碎屑流互层，年代为早志留世（兰多维列世），向南延伸至阿根廷北部和巴拉圭西部，并可能向北延伸至秘鲁、厄瓜多尔和哥伦比亚。
证据
岩石学证据
- 比格霍恩白云岩（代表奥陶纪末期）的地层序列与冰川的逐渐累积一致。比格霍恩白云岩的序列显示出其组成旋回的系统性变化，这些旋回的变化被解释为从温室气候向过渡性冰室气候的转变。 然而，晚奥陶世的太阳辐照度明显较低；4.5亿年前地球的太阳辐照度约为1312.00 W·m−2，而现今为1360.89 W·m−2。 此外，赫南特期的CO2浓度被认为大幅下降，这可能在整体变冷趋势下诱发了广泛的冰川作用。 这一时期CO2的去除机制尚不明确， 海洋有机碳埋藏的增强、 以及火山作用排放二氧化碳的减少等机制均曾被提出。 在高CO2水平下也有可能启动冰川作用，但这很大程度上取决于大陆的分布格局。 另一个假说是凯迪期一个假设的大火成岩省导致了该时期强烈的大陆火山活动引发的玄武岩溢流。短期内，这会向大气释放大量CO2，或许可以解释凯迪期的变暖脉冲。但长期来看，溢流玄武岩会留下大片玄武岩平原，取代了花岗岩露头。玄武岩的风化速度远快于花岗岩，因而会比火山活动之前更快地从大气中移除CO2。 陆生非维管植物的扩张也可能因其加速硅酸盐风化而导致CO2水平下降。维管植物是在冰期之后1500万年才出现的。 这一漂移称为赫南特期碳同位素漂移事件（HICE）。 δ13C的正漂移意味着碳循环发生变化，导致更多的有机碳埋藏， 不过也有研究者持相反观点，认为这一δ13C变化是由于海平面下降暴露的碳酸盐台地风化增强所致。 有机碳埋藏增强导致大气CO2水平下降及反温室效应，使得冰川作用更易发生。 一个持续十秒的GRB若发生在距地球两千秒差距以内，将带来每平方米100千焦的注量。这会导致大量硝酸降落到地球表面，引发受硝酸盐限制的光合作用生物大量繁殖，从而从大气中封存大量二氧化碳。此外，GRB还会通过氮分子解离以及随后氮原子与氧的反应产生一氧化氮，进而与另一种强效温室气体臭氧反应，导致臭氧大量消耗。
小行星撞击
奥陶纪陨石事件
L球粒陨石母体的解体导致大量地外物质降落地球，即所谓的奥陶纪陨石事件。该事件使平流层尘埃增加了3到4个数量级，可能通过将阳光反射回太空而触发了冰期。
德尼利昆撞击构造
2023年的一篇论文提出，赫南特期冰期可能是由形成现今澳大利亚东南部德尼利昆多环构造的撞击所引发的撞击冬天所致，不过这一假说目前尚未得到验证。
碎片环
2024年的一项研究认为，L球粒陨石母体并非完全碎裂或直接撞击，而可能是与地球近距离擦过，导致其中一部分在引力作用下脱离。这些碎片可能形成了行星环，而从环中坠落的碎片遮蔽了太阳光线，引发了显著的变冷。证据在于奥陶纪陨石事件形成的撞击坑似乎集中在地球周围一个独特的带状区域内，而非随机分布，这可能是环中碎片坠落的产物。该环可能持续了将近4000万年。
火山气溶胶
尽管火山活动经常通过释放温室气体导致变暖，但也可能通过产生气溶胶（即阻光颗粒）而导致变冷。基于许多地区异常高的汞（Hg）浓度，有充分证据表明赫南特期火山活动增强。二氧化硫和其他含硫火山气体在平流层中转化为硫酸盐气溶胶，短期、周期性的大火成岩省喷发或许能以此方式解释变冷现象。 尽管尚无直接证据证明赫南特期存在大火成岩省，但火山活动仍可能是一个重要因素。定期将碎屑和挥发分送入平流层的爆炸性火山喷发，在产生硫酸盐气溶胶方面甚至更为有效。晚奥陶世广泛存在火山灰层，而赫南特期黄铁矿记录到与平流层喷发相符的硫同位素异常。 特别是形成戴克斑脱岩层的特大喷发，因其与一次重大氧同位素正漂移及斑脱岩层中观测到的高硫浓度同时发生，被认为与全球变冷有关。
海平面变化
此次降温的可能原因之一是海平面下降。海平面必须在广袤冰盖形成之前下降，才能成为潜在的触发因素。海平面下降使更多陆地暴露，有利于冰盖的生长。关于海平面变化的时间轴存在广泛争议，但有证据表明海平面下降在阿什极尔期之前即已开始，这使其成为冰川作用的一个促成因素。
根据我们对构造运动的了解，冈瓦纳大陆需要向南极移动的时间跨度太长，不足以触发这次冰期。构造运动通常需要几百万年，但此次冰期的规模似乎发生在不到一百万年之内，不过冰期的确切时限范围从不足一百万年到三千五百万年不等，因此构造运动仍有可能触发了这次冰期。
向极地的海洋热量输送
海洋热量输送是使极地变暖的主要驱动力，它将暖水从赤道输送到高纬度地区。如果这一热量输送减弱，可能使极地足够冷却，从而在高CO2条件下形成冰。 然而，研究表明，为了冰川作用的发生，向极地的热量输送必须降低，这造成了认知上的矛盾。 尽管赫南特冰期迅速结束，但在随后的志留纪仍持续发生较为温和的冰川作用，
晚奥陶世冰期与五大灭绝事件中的第二大规模灭绝重合，即晚奥陶世大灭绝。这是已知唯一一次与大规模灭绝事件同时发生的冰期。这次灭绝事件由两个独立的幕组成。第一幕的灭绝被认为是由于快速变冷和水体含氧量增加造成的。这是规模较大的一次，导致了大部分浅海和深海海洋动物物种的灭绝。第二幕的灭绝与剧烈的海平面上升有关，并且由于当时的大气条件（氧含量处于或低于现今水平的50%），缺氧水体普遍存在。这种缺氧环境杀死了许多第一幕灭绝中的幸存者。总的来说，晚奥陶世灭绝事件导致85%的海洋动物物种和26%的动物科消失。
侯默期冰川间冰段的冰消作用与三缝孢植物首次大规模辐射演化同步，预示着志留纪-泥盆纪陆地革命的到来。后来的中卢德福德期冰期引发的海平面下降创造了广阔的陆地新生境，迅速被陆生植物占据，进一步促进了其多样化。 普里道利世的变暖标志着安第斯-撒哈拉冰期的终结，并带来了植物群的进一步扩张。
参见
- 冰川作用时间线
- 奥陶纪-志留纪灭绝事件
- 晚古生代大冰期
参考文献
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