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最新研究表明:小行星杀死了恐龙,但是火山喷发却改善了情况?

 天文在线 2023-04-08 发布于云南

我们知道,在白垩纪末期,一颗巨大的小行星撞击了地球,导致(除鸟类之外)的恐龙灭绝。在6600万年前,一颗直径十公里的巨型陨石在现在的尤卡坦半岛的海岸附近撞上地表,形成直径150公里的陨石坑,并且导致了一系列灾难性的气候变化,使星球上75%的生物灭绝。

             

图:希克苏鲁伯陨石坑 图源:wikipedia

然而在过去的几年间,我们找到了越来越多的证据指向那个时期另一个大灾难:在印度半岛发生了剧烈的火山喷发事件,留下了现在看到的德干地盾。这次火山事件可不仅仅是一座火山喷发,而是一系列持续几万年之久的火山运动。等到这次活动终于消退时,这个地区50万平方公里的土地上都覆盖上了一层深达2千米的火成岩层。

             

图:图中Deccan Plateau即为德干高原的大致位置,是有名的熔岩高原。海拔平均为500-600米,地质主要是白垩纪的玄武岩。 图源:wikipedia

现在有较为充分的证据表明,德干高原的火山喷发在小行星撞击之前就已经持续了一段时间,而且在撞击后不久,喷发的量大大提高,很可能是由于撞击导致的地震波震开了一些地下通路,类似这样的原理。

考虑到这些事件发生的时间点,一些古生物学者认为这两起大灾难形成了一套“组合拳”,让恐龙无力回天。

             

(一只甲龙正悠闲地从池中喝水,完全不知道这次的天灾意味着什么。图片制作者:Fabio Manucci)

但是,即使有以上的理论,也很难得出一个坚实的结论。而且目前有一篇发表注:文章发表时间6.30,我认为像“目前”这种字眼还是能保留的,故后文不再标注出这种时效性的字眼】的论文反对这种“两种灾难共同作用导致恐龙灭亡”的观点。这些科学家认为,恐龙灭绝是小行星撞击事件一手造成的,而德干的火山喷发虽然也是灾难性的,但可能只是起到了一点推波助澜的作用。不仅如此,他们还持有一种似乎有些违背常理的观点:火山喷发可能帮助了地球从小行星撞击中的影响中恢复。

             

他们用气候和生态的理论模型描述小行星撞击和火山活动带来的损害。撞击对恐龙带来的影响是迅速而直接的,不仅直接杀死了一定区域内的恐龙,而且因为撞击处的小行星物质反冲到天空中并落在世界各地,导致全球范围内的恐龙都会受到波及。另外小行星撞击的地点处有很多含有害物质的矿物(碳酸盐和硫酸盐),使它们成烟雾化散开形成气溶剂——意味着它们升华后以小型粒子的形式存在于空气中,持续很长一段时间。这些东西是黑色的,所以会阻碍阳光到达地表,导致长期的全球降温。这让恐龙栖息地的生存条件恶化,造成之后更多恐龙死亡和生物大灭绝事件。

             

但德干地盾的火山呢?科学家发现它们也会立即产生影响,向大气中排放更多的硫酸盐。但即使这些火山喷发事件持续了相当长的时间,它们排放到大气中的可以吸收太阳光的物质还是太少了,尤其是和小行星撞击相比——根本不足以导致全球性的生物灭绝。

             

但是,火山喷发也排放出了很多二氧化碳。这是一种温室气体,会导致全球变暖。一开始撞击导致的全球降温占主导作用,但随着时间流逝,气溶剂会逐渐随降雨离开大气,降温作用逐渐减弱。而火山喷发带来的二氧化碳排放会加速温度回升,为生物创造更温和的生存环境。

这种理论的确也与之前的研究结果相匹配。之前的结果表明,在撞击后温度回升的速度的确相对来说更快。

             

(由Don Davis创作的艺术作品,描绘了恐龙最后的时光。创作者:Don Davis)

阅读这些关于撞击和火山的文章很有趣,从中感受科学家们是如何集中精力研究各自产生的影响的。一开始这种“因为小行星撞击导致生物灭绝”的观点非常具有争议,但经过了这么长时间我们了解了撞击能产生多大的影响。然后科学家们开始考虑如何把德干盾地放入这个理论框架中,再然后开始有了关于这个的争论——它到底是生物灭绝的原因之一还是几乎没关系。这个最新的研究表明它很有可能并不是主要原因之一但在之后缓和气候变化中起到了重要作用。

             

我喜欢这种理论。我知道这听起来像是科学家也在犹豫不决,但事实上并不是这样。其实是一开始有了大致的轮廓,然后一些研究揭示了更细微的变化,所以要搞清楚这些变化的实质和影响是十分困难的。但每篇发表的研究结果都能给我们更多的信息,一个稍大些的图景,并且最终(但愿能)合在一起创造出对于这个事件的更深的理解。

             

这也展示了生命有多么的顽强,就像我们的这个地球一样。一颗直径10公里的小行星就像一个巨大的炮弹,虽然它的确造成了全球性的严重创伤,但地球还是恢复过来了。生命也没有全部成为过去,最终还是重现了以往的生机。

             

这里也有需要认识到的启示。我确信我们中的一部分人会去错误地理解它。的确,火山排放的二氧化碳帮助了气候恢复,但这是基于几十万年的时间尺度之上的。我们人类现在每年都向大气排放几十亿吨二氧化碳,这么快的速度让地球生物圈难以适应,所以我们正让情况急剧恶化。

目前看来我们更像这颗小行星。大自然喜欢用大灾难来做实验,但这不代表我们需要带来灾难。

作者: phil-plait

FY: 洁斯凯烈焰天下第一

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