好惨一恐龙:在最后时刻,它们将所有灾难都经历个遍

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  来源:环球科学

  恐龙灭绝场景艺术图。(图片来源:CLAUS LUNAU/SCIENCE SOURCE)

  62000万年前,一颗小行星撞向地球,引发持续数千年的气候灾变,所有的非鸟恐龙在寒冷与饥饿中死去。三种 “小行星撞击学说”,是我们都 最熟悉的恐龙灭绝假说。否则 ,真实的故事远不到不到简单。日后发表在《科学》杂志上的两项研究问我们都 ,印度德干的超级火山喷发也是恐龙灭绝的重要推手。然而,随之而来的,是一场全新的争论……

  62000万年前的白垩纪末期,一块直径大慨10千米的小行星碎片穿透大气层,在墨西哥犹加敦半岛砸出另一个多多直径达1200千米的陨石坑。这次能量大慨200万亿吨TNT当量的撞击让北美的生物越快死亡,并引发海啸与超级地震。随之扬起的火山灰与二氧化硫(SO2)让阳光难以抵达地球,地球进入漫长的寒冬,生态系统陷入崩溃。越快,包括所有非鸟恐龙在内,地球上75%的物种灭绝,以恐龙为代表的中生代爬行生物偏居一隅,而原来在角落中挣扎的哺乳动物从此站上地球舞台的中心。

  这段描述,是我们都 最熟悉的恐龙灭绝场景。19200年,地质学家发现,常见于小行星的稀有金属铱在白垩纪末期多量突然出现,这让撞击理论现在开始进入科学家的视线。到了上世纪90年代,尤卡坦半岛的希克苏鲁伯陨石坑被发现后,科学界终于达成共识:大慨62000万年前,一颗足以造成生物大灭绝的小行星光临了地球。“小行星撞击愿因 恐龙灭绝”的故事也越快流行起来。

  希克苏鲁伯陨石坑轮廓图。图片来源:(DETLEV VAN RAVENSWAAY/SCIENCE SOURCE)

  但在三种 看似偶然的撞击事件肩头,是地质学界持续至今的一场争论。恐龙灭绝,可是一颗小行星不到简单吗?

  德干火山

  争论的焦点,远在地球的另一侧。德干地盾,占据 印度西部的德干高原,由面积200万平方千米、宽度超过2千米的玄武岩组成。那此暗黑色的岩体,源自一系列超级火山喷发。熔岩在地表冷却后,经过一系列地质过程,演变成今天的玄武岩。当科学家尽否则 精确地测出那此岩石的年龄时,另一个多多惊人的巧合浮出水面:那次规模惊人的火山喷发,恰巧占据 在大慨62000万年前!

  德干地盾。(图片来源:Nicholas/Wikipedia)

  另一个多多史诗级的地质灾难,恰好几乎并肩突然出现在恐龙时代的尾声。谁才是恐龙灭绝的主要推手?这两次灾难之间,是否占据 内在关联?

  要复原恐龙末日的场景,仅仅精确到“大慨62000万年前”还远远过低。科学家不需要 找出火山喷发与小行星撞击之间准确的时间关系。三种 难题看似简单:科学家只不需要 从德干地盾的岩石记录中找到小行星撞击的位置、火山喷发起始与现在开始的位置,再通过发展多年的定年技术,测定那此事件的年代。

  不过,难题就在这里:在实际操作中,无论是精准定年还是寻找撞击点,都充满了挑战。在最新一期的《科学》杂志中,我们都 期待已久的突破终于突然出现。对于关心恐龙命运的吃瓜群众来说,另一个多多喜迅和另一个多多坏消息:喜迅是,一次性突然出现了两篇突破性的论文;而坏消息是,这两项研究的结论占据 不小的分歧。

  这两项研究分别来自Courtney Sprain领导的加州大学伯克利分校团队,以及以Blair Schoene为首的普林斯顿大学团队。两支研究团队通过对德干地盾地质记录的研究,分别重建了62000万年前的恐龙灭绝场景。

  另一个多多故事我们都 首先进入伯克利团队描绘的恐龙末日。

  那是62005.2万年前,这时德干高原的火山否则 持续稳定地喷发了16万年,而全球气温在升高5℃后又降回原点。滚热的熔岩早已覆盖了德干高原,勾勒出一片广袤的生命禁区。对生活在全球其他区域的恐龙来说,虽说尚且谈不上灭顶之灾,但气候的反复变化让生态系统变得脆弱,这也为以后的事件埋下伏笔。

  图片来源:José-Luis Olivares/MIT

  小行星来了。突如其来的小行星撞向尤卡坦半岛,喷溅物索取了北美所有生物的性命。而后,火山灰与二氧化硫进入大气层,阻止阳光射向地面。短短几十年,气温下降了2~4℃,地球也进入了长达数千年的漫长冬季。气温的急剧变化与光照的减弱,让本就脆弱的生态系统举步维艰。

  小行星撞击的原来后果,是一场里氏10级的超级地震。其实我们都 难以复原板块断裂的全部过程,但研究团队推断,不久日后,受全球超级地震的扰动,德干火山的喷发加剧。在撞击后的200万年间,德干火山的喷发量是小行星撞击前的3倍之多。随之释放的温室乙炔甲烷气体体让地球再次进入漫长的升温模式。就原来,在冰与火的交替之间,火山完成对恐龙的致命一击。

  而在普林斯顿团队的故事中,小行星撞击占据 在62001.16万年前——与伯克利团队测定的时间几乎一致。同样在撞击前16万年,德干的火山喷发拉开了序幕。不过,不同于上另一个多多故事中持续200万年的稳定喷发,Schoene认为火山喷发涵盖了另一个多多活跃期;而在两次活跃期之间,是长达116万年的间歇期。有趣的是,喷发最剧烈的第另一个多多活跃期突然出现在撞击日后,而小行星撞击则是落在间歇期!

  Schoene论文中火山喷发的另一个多多活跃期

  我们都 很容易得出另一个多多结论:1、早在小行星撞击日后,构成德干地盾的大帕累托图岩浆否则 喷出地表,否则 火山对生物的影响也主要体现在撞击日后;2、撞击不到影响德干火山的喷发——撞击事件后,德干火山依然占据 “熄火”情况。

  否则 ,在Schoene的故事中,火山喷发与小行星撞击,看上去更像是另一个多多惊人的巧合——另一个多多不到任何联系,但都足以对恐龙造成毁灭性打击的事件,恰巧几乎在同一时间占据 。于是,在双重打击之下,恐龙陷入万劫不复。

  漏洞在哪?

  在这另一个多多恐龙灭绝的故事中,德干地盾的火山都扮演着重要的角色。但对其与小行星撞击的联系,却有着截然不同的解读。为那此对同一地区、同一时间的研究,突然出现了不到差异?其中的关键在于,两项研究采用了不同的研究措施。

  在地学研究中,年代测定依照的是放射性同位素的衰变——经过特定的半衰期,放射性同位素衰减一半。理论而言,不同的同位素体系,应该得出一致的结论。但在实际操作中,否则 定年材料的不同、精确度的差异等因素,即使尽否则 保证取样与操作的准确、进行误差校正,也往往产生不同的结果。

  对于20000多万年前的白垩纪末期,三种 最常使用的定年手段——Schoene团队采用的铀-铅定年,以及Sprain团队的氩/氩定年,就占据 原来的难题。

  两位通讯作者在称赞对方工作的并肩也都指出,对方的研究中占据 明显的漏洞。在Schoene看来,我们都 的优势在于,铀-铅定年比氩/氩定年精度更高。我们都 对德干火山喷发阶段的剖析,正是高精度的表现。此外,Sprain团队测定的对象(斜长石)在岩浆喷出地表日后就否则 结晶成形,时间上的误差在所难免。

  而在另一边,伯克利的Sprain将矛头指向测定对象的代表性。Sprain写道,我们都 使用的斜长石全部源自火山喷发,否则 全部反映了火山喷发事件;而对方测定的锆石否则 形成于喷发过程,但也否则 形成于非喷发期的沉积过程,这否则 是误差的重要来源。

  在这另一个多多故事中,哪另一个多多才是更接近真相的?还是说,其他人都还不到接近真相?看来,关于恐龙灭绝的全部过程,那此地质学家不需要 再争论一阵子了。