地球經歷了5次大滅絕,怎麼回事?

2020-12-22 城南小陌逢春

地球上已經經歷了5次大滅絕事件。而最著名的就是恐龍的滅絕,一般認為恐龍的滅絕和小行星碰撞有關。而最近科學家研究稱,小行星並非我們面臨的唯一威脅,氣候變化導致多種物種消失。總之,死法有很多種。地球很脆,我們要好好愛護珍惜,同時我們也要努力進行科學發展,高科技讓人類更安全。

恐龍滅絕也許是由小行星撞擊導致的。

如果太陽系從星際雲中穿過,會發生什麼事情?

據國外媒體報導,我們如今能存活下來純屬僥倖。進化過程很可能會出現另一種結果,稍有不慎就不會是當今的局面。從冰河時代到小行星撞擊,地球上的生命總面臨著各種各樣的事故、詭異的狀況和巨大的災難。還好它們知道如何應對這些偶發事件,我們如今才得以繁衍生息。

若是如此,我們就需要從整體上理解生命的進化歷程。微生物是由它們的生活環境所塑造的,這些環境則是由火山和冰層等強大的地質力量、以及不斷改變的氣候所塑造的。但我們應當把眼界再拓寬一些。這些巨大的力量是否受到了宇宙中更強力量的影響呢?太陽系中、甚至銀河系中的天文學現象是否都起到了一定作用呢?我們如今得以倖存,是否也和夜空中的繁星有關呢?

在天文學事件對進化的影響中,最著名的假說便是,一顆隕石在6600萬年前擊中了地球,導致了恐龍滅絕。該假說由物理學家路易斯·阿爾瓦雷茲(Luis Alvarez)與身為地理學家的兒子沃爾特、以及同事們於1980年共同提出。

研究人員發現,在世界各地與恐龍滅絕同時期的沉積巖中,都含有大量稀有元素銥。該研究團隊指出,這些銥或許是由隕石帶到地球上的,因為銥在小行星中的含量比地球上大得多。這樣的撞擊究竟是如何導致所有恐龍悉數滅絕的,科學家對此還在爭論不休,但可能的原因有很多。

若這顆伴星真的存在,可能會對奧爾特雲造成幹擾。

地球無時無刻不在接受宇宙射線的撞擊。

撞擊時釋放的能量可以在全球範圍內引發火災。研究人員估計,要想向地球上輸送這麼多的銥,隕石的直徑需達到10公裡。如此巨大的隕石釋放的能量多達氫彈的數百萬倍。此外,由爆炸噴射到空氣中的灰塵和碎石還會遮擋陽光,導致地表氣溫在接下來數年中持續下降。

1991年,科學家在墨西哥發現了一處直徑達160公裡的撞擊坑,地質年齡也剛好與恐龍滅絕時期溫和。這為隕石撞擊假說提供了支持。我們還不清楚隕石撞擊對恐龍的滅絕究竟起到了怎樣的作用。有證據顯示,恐龍當時已經開始走向沒落了。但我們有理由相信,這樣巨大的災難足以在進化史上留下濃墨重彩的一筆。這一發現也讓人們對隕石撞擊感到更加憂慮。

不過,隕石撞擊並不是恐龍滅絕的唯一解釋。Tokuhiro Nimura是日本空間保護協會的一名研究人員。Nimura和同事們於今年3月提出,當時之所以會氣溫下降、銥含量升高,是因為太陽系從一片分子雲中穿行而過。分子雲是太空中一種由氣體和塵埃構成的雲團,是孕育恆星的場所。這些塵埃在地球大氣中不斷累積,結果遮擋了陽光,導致氣溫下降。

這一構想可以回溯到1975年。英國天文學家威廉·麥克雷(William McCrea)曾提出,若地球從「塵埃帶」中穿過,便會導致冰河時代的到來。但天文學家米切爾·伯格爾曼(Mitchell Begelman)和馬丁·裡斯(Martin Rees)當時指出,這些塵埃其實會影響由太陽發出的粒子的行動軌跡,從而使地球暴露在大量輻射之下,在引發氣候變化的同時,還會導致物種滅絕。

Nimura如今重提了麥克雷的觀點,認為墨西哥發現的撞擊坑不足以導致白堊紀末期的物種大滅絕。不過到目前為止,該觀點大部分仍只是猜測而已。「在我看來,這個想法很有意思,聽上去也可行,但還缺乏進一步研究,也沒有明顯的證據支持。」加拿大雷琴納大學的天文學家馬丁·比奇(Martin Beech)表示。

6600萬年之前的這次滅絕是已知的幾次「物種大滅絕」之一,全世界的物種似乎都在突然之間滅絕了。規模最大的一次滅絕事件發生在2.52億年前的二疊紀時期,當時地球上超過96%的物種不幸滅絕。如今地球上的所有生命都是從剩下的4%演變而來的。因此,如果這次物種大滅絕沒有發生的話,進化史的走向將會全然不同。而在其它物種滅絕之後,倖存的物種便得以迅速擴張,多樣性也大大增加。

至於這些物種大滅絕事件的原因,古生物學家一直爭論不休。也許生態系統天生就是這麼運作的。由於所有生命都相互依存,因此只要一個種群中發生了一點小小的變化,有時便會引發多米諾效應,使整個生態系統翻天覆地。但大規模物種滅絕更可能由生物界之外的原因所引發。

三疊紀晚期的物種大滅絕就是如此。地球上一半的物種都在此次事件中滅絕。而這次滅絕事件也許是由愈發頻繁的火山活動所導致的氣候變化引發的,但隕石撞擊或許也是原因之一。這樣災難性的隕石撞擊也許並不是運氣不好導致的,相反,這可能是宇宙的系統性安排。

一個著名假說提出,太陽有一顆黯淡的伴星,由於距太陽過遠,從未直接被我們觀測到。這顆恆星被稱為「涅墨西斯」(Nemesis,神話中的復仇女神),又稱「死星」。它可能會階段性地把太陽系邊緣的冰巖吸引過來,撞向地球附近的區域。

這一假說由兩支天文學家團隊於1984年提出,分別由丹尼爾·惠特邁爾(Daniel Whitmire)與阿爾伯特·傑克遜(Albert Jackson)和馬克·戴維斯(Marc Davis)、理察·穆勒(Richard Muller)和皮埃特·哈特(Piet Hut)組成。他們都受到了1984年初的一項發現的啟發:大規模物種滅絕的發生是有規律的,在過去的5億年間,大約每2600萬年發生一次。

科學家認為,涅墨西斯在距太陽約1.5光年的軌道上運行,它的引力會對奧爾特雲造成幹擾。奧爾特雲位於冥王星軌道之外,分布在距太陽0.8光年到3光年之間,由各種冰狀天體構成,在太陽的引力作用下,鬆散地聚集在一起。奧爾特雲是「長周期彗星」的發源地,這些彗星每隔幾百年、或者更長時間,便會返回太陽系內部一次。

涅墨西斯可能是一顆體積較小的恆星,也許是一顆紅矮星或褐矮星,比木星這樣的巨行星大不了多少。因此它從未被我們發現過。即使用最強大的望遠鏡,也難以在這麼遠的距離上觀測到它。但涅墨西斯理論還不止存在這一點問題。在2010年發表的一項研究中,堪薩斯大學的天體物理學家艾德裡安·米勞特(Adrian Melott)以及華盛頓史密森尼學會的理察·班巴奇(Richard Bambach)利用最新數據,重新分析了化石記錄。他們證實了大規模物種滅絕每隔2700萬年便會發生一次。但他們指出,這一規律「太過規律」,與涅墨西斯理論並不契合,因為像涅墨西斯這麼遙遠的矮恆星肯定會受到附近的其它恆星幹擾,所以彗星的光臨不可能這麼有規律性。

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