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大滅絕那一天發生了什麼?僅數小時 絕殺生物

在《紐約客》雜誌上讀到一篇好文章,標題就叫《恐龍滅絕的那一天》(The day the dinosaurs died),講的是今年古生物學界的一個重大新發現。

雖然涉及專業的內容,但這篇有10000多個英文單詞的長文寫得深入淺出而且引人入勝,很好看,推薦有英文閱讀能力的朋友花點時間讀一下原文。

這裡我不打算翻譯全文,挑其中的要點簡單講講。

設想一下,在6600萬年前的某個晚上,你站在北美的某個地方抬頭看天空,會看到一顆像星星一樣的東西。

如果你盯上一兩個小時,會發現那顆星星正在變得越來越亮。

事實上,那並不是一顆普通的星星,而是一顆正在以每小時7.2萬公里的速度向地球飛來的小行星。

60個小時以後,這顆小行星在大氣層炸開了一個洞,最後掉落在今天墨西哥尤卡坦半島附近的一片淺海里。

就在那一刻,白堊紀結束了,古近紀開始了。

這顆直徑只有6英里的小行星在地球上砸出了一個18英里深的隕石坑,它釋放的能量相當於廣島原子彈爆炸威力的10億倍。

隨之產生的無數顆玻隕石,覆蓋了整個西半球。

小行星墜落點方圓1500英里內的大氣變得熾熱,引發了巨大的森林山火。

與此同時,巨大的海嘯吞噬了整個墨西哥灣,把沿岸變成一片汪洋。

隨着地球的轉動,地球另外半邊的森林也被點燃,整個南亞次大陸都變成了火海。

科學家們根據計算機模型推測,當時地球上70%的森林都起了火。

那之後的幾個月,地球表面被厚厚的煙霧和塵埃覆蓋,陽光根本照射不進來。

光合作用停止了,地球上絕大多數的植物因此死去。

海洋里的浮游生物也幾乎全被殺死,大氣含氧量急劇下降。

當大火終於熄滅之後,整個地球開始被嚴寒籠罩。

雖然科學家們對細節還存在着爭議,但有一點是無可置疑的:

這顆小行星的墜落,對地球上的生物造成了毀滅性的打擊。

估計有75%的物種徹底滅絕,死亡的生物體個體數量更是超過總數的99.9999%。

又經過千萬年,撞擊和燃燒產生的碎石和灰燼在地表逐漸沉積,形成了一層有筆記本那麼厚的沉積帶。

這就是通常所說的KT界線層(KT boundary),這是白堊紀和古近紀的分界線。

這條線以上,是古近紀的沉積物;以下,則是白堊紀的沉積物。

在上世紀70年代,一對美國科學家父子路易斯·阿瓦雷斯(Luis Alvarez)和沃爾特·阿瓦雷斯(Walter Alvarez)在KT界線層里檢測出地球上稀有的銥元素,而且含量高得離奇。

他們推測,這些銥元素是從外太空墜落的小行星帶來的。

到了90年代,尤卡坦半島附近巨大的隕石坑被發現,各方面的特徵全部都和阿瓦雷斯父子的設想相吻合。

這就證實了6600萬年前確實曾經有一顆足以引起毀滅性災難的小行星墜落在地球上。

這顆小行星和它形成的隕石坑都被命名為“希克蘇魯伯”(Chicxulub),這是小行星墜落地點附近一個瑪雅古城的名字。

2010年,全世界41位著名科學家聯合宣布,確認6600萬年前那顆墜落的小行星是造成地球物種滅絕的罪魁禍首。

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看起來,這似乎已經是一個確切無疑的結論了。

但其實並不是,一直到今天還是有很多人對此持懷疑態度。

他們認為,包括恐龍在內的地球上的生物不是在某一次災難性的事件里瞬間集體滅絕的。

而是,在數百萬年的時間裏,大範圍持續不斷的巨大火山噴發和由此引起的氣候變化緩慢地殺死了恐龍和其他物種。

為什麼他們的態度這麼強烈呢?

因為古生物學界有一個神秘的“三米問題”:

迄今為止,地球上發現的所有恐龍化石,全部都是在KT層以下三米之外出土的;

而在KT層下方三米之內,以及KT層上方,則從來沒有發現過任何恐龍化石。

這三米的範圍,在遠古經歷了幾千年的沉積才形成。

也就是說,在KT層形成之前的幾千年時間裏,根據目前發現的化石判斷,還沒有發現有恐龍活動的蹤跡。

如果恐龍真的是在小行星撞擊地球的那一刻才集體滅門的,那緊挨着KT層下方,就應該有恐龍化石才對。

據此推斷,恐龍在小行星撞地球之前的千萬年就已經開始了滅亡的過程,並且在小行星墜落至少幾千年前就徹底滅絕。

而前一派的科學家則堅持認為,沒有發現化石不代表就沒有化石存在,人類遲早會在接近KT層的地方找到恐龍化石。

不管怎麼樣,地球生命史上一個重大事件的答案,就封存在KT層里。

弄清小行星撞擊地球那一天到底發生了什麼,就能找到這一切謎題的答案。

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說到這裡,我們的主角、美國古生物學家德帕瑪(Robert DePalma)要出場了。

德帕瑪今年37歲,目前還是堪薩斯大學在讀的博士研究生。

他從三四歲時就開始痴迷於各種動物骨頭。

六七歲時他和父母去野外露營,會把時間都花在找骨頭化石上。

九歲時,他已經挖掘出了自己人生中第一塊恐龍骨頭。

長大後他順理成章地進入這一行,從事自己熱愛的事業。

不過,因為他目前還沒有博士畢業,所以在古生物學界並沒有太大的名氣,基本上還是一個默默無聞的無名之輩。

從2004年、他還在上大學本科開始,德帕瑪就一直在美國中西部的地獄溪(Hell Creek)做挖掘。

這個地方面積很大,位於北達科塔、南達科塔、蒙大拿和懷俄明四個州的交界。

在史前時期,這裡曾經是恐龍成群生活的地方。而且這裡的地質和氣候條件非常有利於化石的形成。

過去一個世紀,這裡發掘出了大量的恐龍化石,是古生物學家眼裡的寶藏之地。

當然,就像前面所說的,這些恐龍化石都是在KT層之下3米以外發現的。

2012年,機緣巧合,德帕瑪在處於地獄溪的北達科塔小城鮑曼(Bowman)遇到了一處化石遺址。

一開始他有點失望,因為那裡所有的化石看起來都像是在一場洪水裡形成的。

而他原本想要找的,是一個在幾千年時間裏形成許多不同分層的遺址,這樣可以發掘出不同時期的化石。

但是很快,德帕瑪就發現了這個遺址的不同尋常之處。

在土層里他看到一個個灰白色的斑點,乍一看像是沙粒。但經過放大鏡觀察,不難看出它們其實是微玻隕石。

而微玻隕石,是在小行星撞擊地球的時候才會出現、由高溫熔化的岩石形成的玻璃小粒。

德帕瑪估計自己眼前的微玻隕石足足有幾百萬顆。

他繼續往下挖掘,發現了許許多多種類豐富保存完好的化石,有互相交錯糾纏的植物,有被困在樹根之中的魚,有掛着琥珀的樹榦。

一般來說,大多數化石都會隨着時間的流逝而被覆蓋在它們上方的岩石和土地壓得扁平。

但德帕瑪發現的這些化石都是三維的,因為包裹着它們的沉積物形成了很好的保護,讓它們保持着原有的立體形狀。

其中一條魚尾巴化石,寬大約60厘米,保存完好,看起來就像是用暴力從魚身上扯下來的。

一般來說,魚死之後一段時間尾巴就會腐爛脫落,不可能保存得這麼完好,所以這條尾巴可能是被外力扯斷然後埋了起來。

德帕瑪還找到了一批幾十厘米長的原始羽毛化石,而在地獄溪沒有這麼大型的鳥類,所以他推斷這些是恐龍的羽毛。

另一個不同尋常之處是,德帕瑪在這裡既找到了淡水魚的化石,又找到了滄龍這樣的海洋生物的化石。

海洋生物是如何出現在這個離海岸遙遠的內陸?很顯然,一定也是有外力的作用。

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相信看到這裡你能猜出來了,這個地方的化石,很有可能就是在小行星撞擊地球的那一天所形成的。

如果真的是這樣——那毫無疑問,這將是21世紀古生物界最重要的發現。

但德帕瑪為了謹慎起見,小心翼翼地保守着這個秘密,只告訴了極少數幾個他信得過的古生物學家。

其中就包括《紐約客》那篇文章的作者、寫過不少古生物主題小說的作家道格拉斯·普萊斯頓(Douglas Preston)。

2013年,普萊斯頓在接到德帕瑪的電話後,立即動身跑到地獄溪現場查看,他親眼見證了德帕瑪和助手挖掘出大量激動人心的化石:

羽毛、樹葉、種子、魚、琥珀等等,當然還有恐龍。

其中有一塊魚鰭的化石,後來證明這是一條長2米的匙吻鱘,可以清楚地看到它的鼻子在一根樹枝上撞碎了。

不難想像,它可能是被洪水的巨浪硬推到樹上的。

德帕瑪注意到,這裡找到的每一條魚都是張着嘴死的。

這說明了什麼呢?

說明它們有可能是因為吞咽了水裡大量的沉積物而窒息死的。大多數魚保持着垂直的姿勢,它們死之前甚至來不及翻個身。

為什麼沒有食腐動物把這些魚的屍體翻出來吃掉呢?因為所有的生物都在那次災難里死掉了。

他還找到了一枚沒有孵化的恐龍蛋,裏面的胚胎保存完好。

大多數時候,這種挖掘是一件很枯燥的事,很可能挖了幾天幾個星期卻找不到任何有價值的東西,但德帕瑪差不多每半小時就能有不同尋常的收穫。

我猜那種感覺就像是在賭場玩老虎機,別人都是在那玩半天都等不到大獎,而德帕瑪卻是幾分鐘中一次jackpot。

用德帕瑪自己的話來說,“每天都像是在過聖誕節”一樣。

最有說服力的發現是另一批玻隕石,直徑在3毫米左右,每顆玻隕石的周圍都有一個砸出來的小坑。

如果說之前他發現的那些微玻隕石還可能是被水衝到那裡的,那新發現的這批玻隕石,則幾乎可以確定是直接從高空墜落、然後被困在了墜落的地方。

因此德帕瑪斷定,形成這些化石的不是一次普通的洪水,而恰恰就是小行星撞擊地球所引發的一連串災難反應。

他不是站在KT層附近——整個遺址本身就是KT層。

眼前的這些沉積物,記錄保存了小行星撞擊地球、白堊紀滅亡的那一刻所發生的一切。

就好像龐貝古城裡,人們在被火山灰包裹前最後一瞬的姿勢凝固下來,如同琥珀,成為永恆。

所有那些化石,都說明了在6600萬年前、小行星撞擊地球的那一天之前,恐龍和其他爬行類動物並沒有滅絕。

也就是說,如果真的像德帕瑪設想的那樣,那他發現的這個遺址就填補了古生物學的一個空白,從此徹底終結了“三米問題”,足以寫進教科書載入史冊。

德帕瑪的論文導師估計,德帕瑪發現的這個遺址,能讓古生物學界忙上50年。

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但是且慢,到現在為止德帕瑪還沒有確切的證據能證明形成這些化石的就是6600萬年前那次希克蘇魯伯小行星撞擊。

還存在另外一個可能性:也許當時,在差不多同一時間,還有另外一顆小行星撞擊了地球。

2014年,德帕瑪在海地收集了一批希克蘇魯伯小行星墜落時形成的玻隕石,把它們和他在地獄溪發現的玻隕石一起送到加拿大的一個實驗室使用同樣的設備進行分析。

結果發現,兩批隕石的地球化學成分幾乎完全一致,匹配得非常完美。

那之後的五年,德帕瑪一邊繼續挖掘化石,一邊把化石運回到自己在佛羅里達的實驗室進行分析。

從那些化石里,他發現了12種以前在地球上從來沒有發現過的新的動植物物種。

另外,德帕瑪還在其他領域專家的幫助下,對其他一些疑點做了解釋。

比如說,小行星撞擊地球時引發的海嘯,即使是以每小時160公里的速度高速移動,也需要20小時才能從3200公里以外的海洋到達地獄溪。

而撞擊時的玻隕石掉落到地獄溪,則只需要不到一個小時。

可是從遺址的情況來看,玻隕石應該是直接掉進洶湧的洪水裡。

有地球物理學家提出,當時的洪水有可能並不是海嘯,而是由小行星撞擊時的地震波引發的假潮造成的。

他們估計,小行星撞擊地球時的地震強度可能比人類歷史記載的最大規模地震還要強烈1000倍。

這樣估算的話,不同類型的地震波到達地獄溪,分別需要6分鐘、10分鐘和13分鐘,時間就能對上了。

如果這個設想成立,意味着德帕瑪發現的這個遺址,形成的時間不是撞擊後的第一天,而是撞擊發生後的第一個小時。

也因此,這個遺址就顯得更加神奇,讓人難以置信:

這份對地球上最重要的60分鐘的精確地質學記錄,就像是在細密的岩層里藏了一段高清視頻,而它歷經幾千萬年的滄海桑田變遷仍然完好。

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6600萬年前的那一天,地球上的生物被徹底滅絕。

那之後的世界,完全不一樣了。

當陽光重新穿透煙霾,它照亮的是一片如同地獄的景象:海洋乾涸,陸地覆滿塵灰,森林裏滿是燒焦的樹樁。

在很多年的時間裏,藻類和真菌可能是地球上唯一的生物。

但是最終,生命重新出現,並且以新的形式盛開。

KT事件持續吸引着科學家的興趣,因為如果沒有那一次撞擊和它帶來的毀滅,也就不會有今天人類的存在。

在那次撞擊之前,恐龍是這個星球的霸主。其他哺乳動物的數量很少,在億萬年的時間裏它們只能在恐龍的腳下倉皇逃竄。

在恐龍滅絕之後,哺乳動物獲得了解放。

在新的紀元里,它們歷經各種各樣的進化,最終發展出許許多多讓人目眩神迷嘆為觀止的生命形式。

從微小的蝙蝠到巨大的雷獸,從馬到鯨魚,到可怕的原始肉食哺乳動物。

最終,進化出了超大腦容量的靈長類,有可以抓握住東西的雙手,還有可以看穿時間、看到過去的智慧。

德帕瑪說:

“人類的起源可以追溯到那個事件。置身這個遺址,看着它,你會覺得自己和那一天產生了關聯,這是一種非常特別的感受。”

“這裡,就是白堊紀的最後一天。你沿着地層再往上一點點,僅僅一天之後,就來到了古新紀,那是哺乳動物的時代,那是我們的時代。”

阿波羅網責任編輯:夏雨荷 來源:假裝在紐約 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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