最新研究表明:小行星殺死了恐龍,但是火山噴發卻改善了情況?

2020-12-28 天文在線

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我們知道,在白堊紀末期,一顆巨大的小行星撞擊了地球,導致(除鳥類之外)的恐龍滅絕。在6600萬年前,一顆直徑十公裡的巨型隕石在現在的尤卡坦半島的海岸附近撞上地表,形成直徑150公裡的隕石坑,並且導致了一系列災難性的氣候變化,使星球上75%的生物滅絕。

圖:希克蘇魯伯隕石坑 圖源:wikipedia

然而在過去的幾年間,我們找到了越來越多的證據指向那個時期另一個大災難:在印度半島發生了劇烈的火山噴發事件,留下了現在看到的德幹地盾。這次火山事件可不僅僅是一座火山噴發,而是一系列持續幾萬年之久的火山運動。等到這次活動終於消退時,這個地區50萬平方公裡的土地上都覆蓋上了一層深達2千米的火成巖層。

圖:圖中Deccan Plateau即為德幹高原的大致位置,是有名的熔巖高原。海拔平均為500-600米,地質主要是白堊紀的玄武巖。 圖源:wikipedia

現在有較為充分的證據表明,德幹高原的火山噴發在小行星撞擊之前就已經持續了一段時間,而且在撞擊後不久,噴發的量大大提高,很可能是由於撞擊導致的地震波震開了一些地下通路,類似這樣的原理。

考慮到這些事件發生的時間點,一些古生物學者認為這兩起大災難形成了一套「組合拳」,讓恐龍無力回天。

(一隻甲龍正悠閒地從池中喝水,完全不知道這次的天災意味著什麼。圖片製作者:Fabio Manucci)

但是,即使有以上的理論,也很難得出一個堅實的結論。而且目前有一篇發表【註:文章發表時間6.30,我認為像「目前」這種字眼還是能保留的,故後文不再標註出這種時效性的字眼】的論文反對這種「兩種災難共同作用導致恐龍滅亡」的觀點。這些科學家認為,恐龍滅絕是小行星撞擊事件一手造成的,而德幹的火山噴發雖然也是災難性的,但可能只是起到了一點推波助瀾的作用。不僅如此,他們還持有一種似乎有些違背常理的觀點:火山噴發可能幫助了地球從小行星撞擊中的影響中恢復。

他們用氣候和生態的理論模型描述小行星撞擊和火山活動帶來的損害。撞擊對恐龍帶來的影響是迅速而直接的,不僅直接殺死了一定區域內的恐龍,而且因為撞擊處的小行星物質反衝到天空中並落在世界各地,導致全球範圍內的恐龍都會受到波及。另外小行星撞擊的地點處有很多含有害物質的礦物(碳酸鹽和硫酸鹽),使它們成煙霧化散開形成氣溶劑——意味著它們升華後以小型粒子的形式存在於空氣中,持續很長一段時間。這些東西是黑色的,所以會阻礙陽光到達地表,導致長期的全球降溫。這讓恐龍棲息地的生存條件惡化,造成之後更多恐龍死亡和生物大滅絕事件。

但德幹地盾的火山呢?科學家發現它們也會立即產生影響,向大氣中排放更多的硫酸鹽。但即使這些火山噴發事件持續了相當長的時間,它們排放到大氣中的可以吸收太陽光的物質還是太少了,尤其是和小行星撞擊相比——根本不足以導致全球性的生物滅絕。

但是,火山噴發也排放出了很多二氧化碳。這是一種溫室氣體,會導致全球變暖。一開始撞擊導致的全球降溫佔主導作用,但隨著時間流逝,氣溶劑會逐漸隨降雨離開大氣,降溫作用逐漸減弱。而火山噴髮帶來的二氧化碳排放會加速溫度回升,為生物創造更溫和的生存環境。

這種理論的確也與之前的研究結果相匹配。之前的結果表明,在撞擊後溫度回升的速度的確相對來說更快。

(由Don Davis創作的藝術作品,描繪了恐龍最後的時光。 創作者:Don Davis)

閱讀這些關於撞擊和火山的文章很有趣,從中感受科學家們是如何集中精力研究各自產生的影響的。一開始這種「因為小行星撞擊導致生物滅絕」的觀點非常具有爭議,但經過了這麼長時間我們了解了撞擊能產生多大的影響。然後科學家們開始考慮如何把德幹盾地放入這個理論框架中,再然後開始有了關於這個的爭論——它到底是生物滅絕的原因之一還是幾乎沒關係。這個最新的研究表明它很有可能並不是主要原因之一但在之後緩和氣候變化中起到了重要作用。

我喜歡這種理論。我知道這聽起來像是科學家也在猶豫不決,但事實上並不是這樣。其實是一開始有了大致的輪廓,然後一些研究揭示了更細微的變化,所以要搞清楚這些變化的實質和影響是十分困難的。但每篇發表的研究結果都能給我們更多的信息,一個稍大些的圖景,並且最終(但願能)合在一起創造出對於這個事件的更深的理解。

這也展示了生命有多麼的頑強,就像我們的這個地球一樣。一顆直徑10公裡的小行星就像一個巨大的炮彈,雖然它的確造成了全球性的嚴重創傷,但地球還是恢復過來了。生命也沒有全部成為過去,最終還是重現了以往的生機。

這裡也有需要認識到的啟示。我確信我們中的一部分人會去錯誤地理解它。的確,火山排放的二氧化碳幫助了氣候恢復,但這是基於幾十萬年的時間尺度之上的。我們人類現在每年都向大氣排放幾十億噸二氧化碳,這麼快的速度讓地球生物圈難以適應,所以我們正讓情況急劇惡化。

目前看來我們更像這顆小行星。大自然喜歡用大災難來做實驗,但這不代表我們需要帶來災難。

作者: phil-plait

FY: 潔斯凱烈焰天下第一

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