巧合?小行星撞擊令恐龍滅絕,但時間地點、角度都太趕巧了!

2021-01-15 八兩科學

迄今為止,地球已發生過五次大滅絕事件,相信其中最廣為人知的應該是「白堊紀大滅絕。這次滅絕造成了白堊紀末期包括恐龍在內的75%動植物滅絕,因此也叫恐龍大滅絕。關於恐龍滅絕的理論(假說)有很多,比如有人認為是有人認為是火山爆發,有人認為是超新星爆炸所致,但目前學界普遍認同的一個主流理論是小行星撞擊。

而根據最新的科學研究報告表明,這顆小行星撞擊的時間地點及角度實在是太巧了,才導致了恐龍的滅絕。用一句流行語來形容就是:小行星在正確的時間、正確的地點,以合適的角度親吻了地球……

「K-T邊界」的發現,「小行星滅絕恐龍」理論出爐!

其實在1980年之前,科學家並不知道恐龍是怎麼滅絕的。當時科學家主張的理論是印度德幹地區(Deccan)火山噴發是導致恐龍滅絕的主因,德幹地區長期的火山噴發造成大規模氣候變遷,進而使白堊紀末期大量生物滅絕。

後來在20世紀80年代,科學家相繼發現了「K-T邊界」(現更新為「K-Pg界線」)。它指的是巖層中的一道介於白堊紀(Cretaceous Period)與古近紀的界線。最早發現的人是荷蘭古生物學家簡·斯米特(Jan Smit),於1971年研究西班牙一個古城的巖層時候發現了這條邊界。邊界下他發現了很多貝殼化石(單細胞原生生物),但邊界上突然一個貝殼化石都見不到,這令他感到十分困惑。

隨後美國地質學家沃特爾·阿爾瓦雷茲(Walter Alvarez) 也發現了這條邊界,他在這道邊界裡檢測了微量元素銥,並在全球各地的白堊紀地質沉積物中發現了異常含量的銥。地球上的銥是一種稀有元素,含量非常少,但在小行星和彗星中這種元素卻很常見。通過年份測定,這些銥元素是約6600萬年前形成,這與恐龍滅絕的時間相吻合。於是他提出了「小行星滅絕恐龍」的理論。

希克蘇魯伯隕石坑,小行星滅絕恐龍的佐證!

小行星滅絕恐龍的理論提出後,得到了很多科學家的質疑,並認為巨型火山爆發也可以造成如此現象。按照理論推測,要想滅掉地球75%的動植物,這顆小行星的直徑至少在10-15公裡、質量3000億噸,撞擊後會形成一個直徑200公裡的隕石坑,但縱觀當時地球發現的隕石坑,沒有一個符合。如果真是小行星撞擊所致,那隕石坑在哪?

在小行星滅絕恐龍提出後10年裡,沃特爾及認同該理論的科學家都沒有找到隕石坑,這不得不讓沃特爾懷疑隕石坑是在海底。但當時的海洋測繪技術有限,搜索又進入了死胡同。而其父親路易斯·阿爾瓦雷茲(Luis Alvarez)曾是曼哈頓計劃的一員,退休後給「小行星理論」中提供了很大的幫助,可惜在他去世(1988)前也沒有找到隕石坑,讓沃特爾倍感失望。

直到1991年,當時是亞利桑那大學的研究生艾倫·希爾德布蘭德(Alan R. Hildebrand)通過「墨西哥國有石油公司Pemex」的地球物理學家格倫·彭菲爾德(Glen Penfield)的幫助,在墨西哥尤卡坦半島找到了與小行星撞擊理論相吻合的隕石坑——希克蘇魯伯隕石坑(Chicxulub crater)。

數據顯示,希克蘇魯伯隕石坑寬180公裡、30公裡深,由此推測出這顆小行星的直徑約為12公裡。在6600萬年前某一天,這顆小行星以每秒 20公裡的速度撞擊地球。撞擊地球瞬間,釋放的能量相當於10億顆廣島原子彈;撞擊的衝擊力相當於10、11級地震衝擊波在全球擴散,形成百米高的海嘯,其餘震引發持續數十萬年的火山爆發。

最可怕的是,小行星撞擊產生的噴射雲在幾分鐘內覆蓋地球,同時讓逾3250億噸的硫化物噴入大氣層。大量硫化物釋放到大氣後遮蔽陽光,引發地球劇烈降溫。而衝擊波直接造成了75%的生物死亡,包括90%以上的恐龍。僥倖逃過衝擊波和火山海嘯的恐龍,在接下來長達百萬年的時間裡,因植物枯萎,食草恐龍先滅絕;食草恐龍的滅絕導致最後的食肉恐龍也跟著滅絕。所以才說6600萬前的小行星撞擊,恐龍在6500萬年前滅絕,期間倖存的恐龍也掙扎過一段時間,奈何演化跟不上。

小行星大小及撞擊地點、時間、角度,一切都是剛剛好!

首先是大小及角度。據發表於《自然通訊》一項研究顯示,來自英國帝國理工學院的加雷斯·柯林斯(Gareth Collins)領導的團隊利用3D模擬,以4種不同的撞擊角度(90度、60度、45度和30度)和2種撞擊速度(秒速12公裡、20公裡)進行模擬小行星撞擊地球。

結果顯示,造成180公裡寬的隕石坑最吻合的撞擊角度是60度。只有在以60度的角度撞擊地球,直徑12公裡的小行星才會噴射出足以覆蓋地球的物質,最大限度地增加進入地球高層大氣中的氣體數量,導致地球進入黑暗的冬天。

其次是撞擊的地點。曾有研究指出,小行星撞擊後約有3000多億噸硫化物被釋放到空氣中,其中約有230到2300兆克(Tg)的煤覆蓋了地球1萬米的平流層。而恰恰在白堊紀末期,富含大量煤的地層面積在地球並不多,只佔13%左右。同時希克蘇魯伯是海陸交匯處,聚集大量生物,其沉積巖包含大量有機物質。

假設小行星撞擊地球時「偏」一點,撞擊的地點的不是這裡,那地球的溫度不是下降得這麼猛;假設小行星撞擊地球的時間早或晚個幾天或幾月,那小行星可能就會直接落到大西洋或太平洋裡,不會造成全球性災難。

結語:

可以說,這顆小行星的撞擊角度及撞擊的時間地點,一切都是那麼的恰逢其會。因這顆從天而降的小行星,在地球統治約1.5億年的恐龍就此退出地球歷史舞臺,哺乳動物才得以繁盛。如果沒有這顆小行星或當初砸偏一點,恐龍或許至今還在統治著地球,相信應該就不會有人類的誕生。

弔詭的是,若把地球五次大滅絕發生的時間進行一個對比,會發現幾乎每隔大約6200萬年,地球就會發生一次生物大滅絕。而且每次大滅絕後,物種都會更豐富、更繁盛。這究竟是一種巧合還是一種必然呢?

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