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恐龙是怎么灭绝的?绝非一个偶然的原因

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发表于 2017-11-8 22:44:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
  恐龙是怎么灭绝的?恐龙灭绝,再寻真凶

  在地质时代的某一刻,地球上绝大多数动物和植物灭绝了。这样大规模的谋杀是谁干的?当时发生了什么?为了获取答案,科学家展开了调查,结果在地下找到了“凶手”留下的“脚印”:一种独特的地层,处于白垩纪和早第三纪之间。在那里,此前丰富的化石突然消失了。这样的地层形成于距今6600万年前,科学家称之为“K-Pg边界”。通过研究K-Pg边界,人们知道当时有3/4的动植物灭绝了,其中就包括恐龙。


  多少年来,对于恐龙的灭绝,科学家提出了种种假设,有的说是全球性的瘟疫所致,有的说是超新星爆发所致。1980年,科学家宣布说,他们在全球很多地方的K-Pg边界地层中发现了大量铱。

恐龙是怎么灭绝的?绝非一个偶然的原因71 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:28076,108240


  在地壳中,铱元素非常稀少,然而在小行星和其他太空岩石中,铱却大量存在。于是,K-Pg 边界地层中的铱与大量化石的突然消失被认为事出有因,人们认为那些铱应该来自太空。这成了首个证明是一颗小行星或者彗星杀死了恐龙的有力证据。然而,人们还缺少另外一个证据,那就是陨石坑。

  11年后,大量撞击碎片把人们引向了加勒比海,科学家终于在那里找到了隐藏在水下的確凿证据,这就是希克苏鲁伯陨石坑,躺在紧依墨西哥尤卡坦半岛的蓝绿色的海水之下。科学家根据这个陨石坑的大小估计了当时撞击释放的能量,认为是1945年投到广岛的那颗原子弹释放能量的100亿倍。人们推测,当时一颗小行星或者彗星砸中了地球,地面瞬间隆起,海啸肆虐北美,尘埃遮天蔽日,大量动植物被埋在了碎石之下,全球陷入一片黑暗,随之袭来的寒冷持续了数年之久。

恐龙是怎么灭绝的?绝非一个偶然的原因98 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:28076,108240

  然而,找到了陨石坑,并不等于问题就迎刃而解了。接下来的疑问是,那次撞击是如何造成如此规模巨大的生物大灭绝,并将破坏的能量扩散到全球的呢?
  现在人们知道,那次撞击引发的爆炸和冲击波并没有直接造成生物的大量灭绝,真正可怕的“杀手”是随之而来的全球黑暗。


  恐怖的“黑暗杀手”


  地面山崩地裂,空中狂风肆虐,碎石从天而降,大火四处燃起……撞击扬起的烟尘遮天蔽日,并且扩散开去,形成一个巨大的“遮阳罩”,覆盖了整个地球。
  无边的黑暗就这样降临地球。这样的黑暗持续了多长时间?人们的回答很不一样,从几个月到几年都有。然而,新的模拟使科学家描绘了更加接近真实的场景。这次模拟是由美国国家大气研究中心的古气候学家克莱·塔博尔和他的同事进行的。这些科学家建立了那次大灭绝的“数字现场”,重现了那次全球黑暗的时间和强度,是迄今有关那次撞击如何影响地球气候的最详细的计算机模拟。


  模拟是以重建撞击前的地球气候开始的。这得依赖地质学的证据,以明确远古植物和大气中二氧化碳的含量。然后,撞击产生的烟尘降临了。根据陨石坑的大小和全球性的原子尘埃环境,科学家估计,当时产生的总尘埃量有大约700亿吨。这个量是惊人的,大约和211000个帝国大厦一样重。

  模拟显示,撞击发生2年后,没有光能够抵达地面,北极冰盖向南扩展,全球气温迅速下降了16℃。但各地的情况并不相同,在太平洋赤道附近,气温下降迅猛;在内陆地区,气温下降比沿海地区厉害,而南极洲沿岸几乎没有出现气温下降。


  撞击发生6年后,日照程度才恢复到撞击前的水平。又过了2年,由于撞击产生的碳进入大气层,它们像保温层一样覆盖了地球表面,于是全球气温比撞击前上升了几摄氏度。
  全球黑暗也在岩石中留下了证据。由于局部海洋的表面温度变化改变了存在于古代微生物细胞膜中的脂质分子,这些脂质在化石中的残留为科学家提供了一个有关气温变化的历史“记录”。比利时鲁汶大学的地质学家约翰·费勒库普在2016年6月的《地质学》杂志上发表文章说,根据对美国新泽西州化石中脂质的研究,那里的气温下降了3℃。这种温度下降和黑暗的天空彻底摧毁了在碰撞中幸存下来的由动植物构成的食物体系,食物链发生了断裂。这位科学家说:“黑暗使整个生态系统崩溃了。”


  超级海啸


  在美国,一条连接蒙大拿、怀俄明和南达科他三个州的地带是一个古生物的坟场,面积达几百平方千米。那里的地下隐藏着丰富的化石,是化石搜寻者的天堂,人们称之为“地狱溪地层”。在那里,有些恐龙的骨骼甚至露出地表,仿佛准备着随时被人采集和研究。


  罗伯特·德帕尔马是美国棕榈滩自然历史博物馆的古生物学家,他在这个远离希克苏鲁伯陨石坑几千千米的地方发现了令他吃惊的东西——海啸留下的遗迹。
  那次撞击引发了超级海啸,其证据人们早就发现了,然而那些证据都处于墨西哥湾附近,在远离撞击点的北部或者内陆从来没有发现这样的证据。然而,在干燥的地狱溪荒漠上,德帕尔马却发现了被海啸冲击过的清晰的遗迹,那是被激流带来的沉积物,那些水从得克萨斯穿越北美一直冲进了北冰洋。

恐龙是怎么灭绝的?绝非一个偶然的原因60 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:28076,108240


  那些沉积物包括铱和玻璃性质的碎片,它们由因撞击汽化了的岩石形成。沉积物中还有由海洋生物(例如蜗牛状的菊石)形成的化石,它们也是由海啸带来的。然而,证据并不仅限于此。德帕尔马说:“假如有一个火灾死亡现场,破案人员该如何知道,那些死者是在大楼着火的时候死去的,还是在这之前就已经死去了呢?有效的方法就是观察死者的肺部有没有碳和烟尘。”


  德帕尔马也用类似的方法研究这里的古生物。他发现,这些鱼鳃中存在玻璃,那是撞击导致的结果,这说明在撞击发生之前,这些鱼还活着,撞击发生后,海啸将它们一直冲到这里,并压在了碎石之下。鱼鳃中的玻璃证明,这些不幸的鱼是被海啸杀死的,这是人们首次确认的直接被希克苏鲁伯撞击杀死的受害者。


  不仅仅是鱼,科学家还发现了两个种类的恐龙化石。荷兰阿姆斯特丹自由大学的地球科学家贾恩·斯米特说:“那些恐龙一直都活着,直到海啸袭击了它们。在地狱溪,撞击前的整个生态都是繁盛的,但撞击一下子摧毁了它。”


  来自地狱溪的证据证实,那里的死亡绝大多数都发生于希克苏鲁伯的撞击之后。斯米特强调说:“我曾99%肯定它们是被撞击杀死的。在我们发现了这些证据后,现在我的肯定是99.5%了。”


  来自地下的“同谋”


  然而,虽然一些科学家赞成斯米特的观点,但另外一些持否定态度,因为新的证据又为恐龙的灭绝带来了另外一种假说。这种假说认为,恐龙的灭绝至少有一部分原因应归咎于来自地下的躁动。

  在希克苏鲁伯撞击发生之前,在地球的另一边,一个和撞击并不相同的灾难之源已经存在了很长时间。在那个时候,印度还是一块独立的大陆,靠近马达加斯加,那里的德干火山喷出了130万立方千米的熔岩和碎石。假如把这些噴出物堆积在阿拉斯加州,它们会把世界上最高的摩天大楼掩埋进去。


  科学家通过研究德干火山喷出物中的晶体物质确定了火山喷发的年代,显示大部分喷发比希克苏鲁伯撞击早25万年。但撞击发生后,喷发又延续了50万年,这表明德干火山的喷发和大灭绝的高峰期是一致的。


  这种时间上的一致使一些人开始觉得希克苏鲁伯撞击并非大灭绝事件的“主犯”。美国普林斯顿大学的古生物学家杰尔塔·凯勒说:“对地球上的生命来说,德干火山的喷发要比一次撞击危险得多。”

  就像铱成了希克苏鲁伯撞击的“标志物”一样,德干火山也有它的“标志物”, 那就是汞。


  在大自然中,绝大多数汞来自火山爆发。人们认为,德干火山总共喷发了9900万至17800万吨汞,而希克苏鲁伯的撞击仅仅释放很小一部分汞。
  一个研究小组在一个地层中发现了大量汞,而这个地层显示的年代处于希克苏鲁伯撞击之前。与此同时,科学家还在相同的地层中发现了变成化石的浮游生物的壳,那些壳并不是健康的,它们又薄又脆,而它们所处的时代正是恐龙生活的时代。这些科学家将他们的发现发表在2016年2月的《地质学》杂志上。科学家解释说,那样的壳表明德干火山释放了过多的二氧化碳,这对海洋生物造成了伤害,因为海水的酸化越来越严重了,这使得海洋生物不得不用越来越多的能量去制造自己的壳。当酸化过于严重时,这些浮游生物就很难生存了,而浮游生物是海洋生态的基础,它们的消亡冲击了整个海洋食物链。


  连锁反应


  现在人们知道,德干火山的喷发至少还冲击了南极洲的部分地区。科学家分析了来自南极大陆西摩岛的29种类似蚌蛤的甲壳类动物,它们甲壳中的化学物质会因当时温度的不同而呈现变化,这使得科学家能够大致获得一个在恐龙灭绝期间(大约350万年间)西摩岛气温的变化记录。在2016年7月的《自然通讯》上,这些科学家发表观点说,德干火山开始喷发后,大气中二氧化碳的含量就出现增高,南极局部气温大约上升了7.8℃。


  大约15万年后,第二次气温升高就伴随着希伯苏鲁克的撞击出现了,这两次气温升高又和西摩岛上的生物灭绝率升高是一致的。科学家因此认为,在撞击发生前,当时的植物和动物就已经因德干火山的喷发而处在压力之下了。接下来,撞击发生了,生物的灾难被推到了顶点。美国密歇根大学的地球化学家赛拉·彼得森说:“不论是火山还是撞击,它们都造成了某种程度的灭绝,这次大规模的灾难是两者共同造成的。”


  然而,也有科学家提出了另外一种可能。他们猜测,恐龙在同一时间里遇到两个致命的灾难,这也许并不仅仅是坏运气造成的,因为撞击和火山有可能是相互联系的。现在人们知道,地震过后经常会出现火山喷发,这种情况在1960年就发生过。那一年,位于智利的普耶韦-科登·考列火山附近发生了里氏9.5级地震,两天后,这座火山就喷发了。有科学家认为,希克苏鲁伯撞击有可能引发更大的地震,甚至可能达到里氏10级以上。科学家推测,也许撞击引发的地震加剧了德干火山的喷发,这是一次“连锁反应”。


  恐龙灭绝的真相究竟如何,看来目前依然没有明确的答案。撞击和火山似乎在同一时间以类似的方式摧毁了恐龙和其他生物,但各自的作用究竟怎样界定仍不明朗。美国得克萨斯大学的地球物理学家肖恩·古克利说:“确定两者在这件事上发挥了怎样不同的作用并不容易,至少在现在,这依然是一个谜。”

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