相比於恐龍統治地球1.4億年的歷史,人類兩百多萬年的發展進化史簡直短的可憐;恐龍在六千五百萬年前的那場大災變中滅絕,滅絕說法挺多,受到最多支持的當屬小行星撞擊地球。
眾多學者認為這顆隕石就是大約6576萬年前撞擊墨西哥的那個至少直徑10公裡的小行星,在墨西哥尤卡坦半島留下一個直徑180公裡的撞擊坑。
隕石撞擊坑
人們今天從化石上一窺這些史前巨獸的面貌,從眾多恐龍相關的影視劇就可以看出今天人們對恐龍的濃厚興趣。
不過想一下,人類或者哺乳動物都要感謝那場災變,要不然在這些食物鏈頂端霸主的壓制下,自己就只能呆在食物鏈底層瑟瑟發抖。
很少有地質事件能像6500萬年前的那次為人熟知,小行星撞擊地球事件造成當時超過70%的物種滅絕。
今天估算這顆小行星撞擊地球時的威力相當於100兆噸TNT當量,人類歷史中最強的人造爆炸物是沙皇炸彈,爆炸威力達到5000萬噸TNT當量;把沙皇炸彈當成一個單位的話,希克蘇魯伯撞擊事件的能量是200萬顆沙皇炸彈。
本來威力就足夠驚人,科學家發現恐龍遭遇這顆隕石時還特別倒黴。
倫敦帝國學院的研究人員在《自然通訊》發表研究成果,這顆小行星以最壞的角度造成了最大的破壞!
小行星撞擊的威力一方面取決於其速度和質量大小,另一個關鍵因素還有它和地球之間的撞擊角度;通過研究其撞擊軌跡,可以更好地了解撞擊如何影響它下面的行星以及撞擊後物質是如何分散的。
這顆造成恐龍滅絕的隕石坑因墨西哥當地小村子希克蘇魯伯而得名,隕石坑現在已經看不見了,在六千多萬年的歲月中,它被埋在幾百米深的沉澱物下面,今天肉眼是無法直接看到這個隕石坑的面貌的。
重力異常區
今天之所以被發現要歸功於石油勘探人員,上個世紀七十年代地質學家在墨西哥灣利用飛機進行地磁學調查,幫石油公司找石油,地磁數據顯示在尤卡坦半島外海的海床下有一個直徑達70公裡的對稱環狀地形,只有海上的並不完整,只看海裡的這個圓坑好像缺了一大塊。
希克蘇魯伯撞擊坑大致範圍
通過結合尤卡坦半島重力異常圖,地質學家發現尤卡坦半島也有一個弧狀區,兩者組成一個完整的圓形結構,直徑達180公裡。今天通過觀察這個隕石坑的幾何外形和結構,就有可能用計算機模擬測試小行星的軌跡,看看哪一個更有可能留下現實中觀察到的那個地球疤痕。
科學家們在2016年正式開始做這個事兒,國際海洋發現計劃和國際大陸科學鑽探計劃共同組織的對希克蘇魯伯撞擊坑的聯合科考。在海上對隕石坑開展了大量鑽探取樣。
當時得到的鑽探樣本
這次科考也很順利,保存在海床下數百米的樣本都很完整,科學家最終完成了這個撞擊模型。
模型顯示,這顆小行星撞擊地球後,隕石在一分鐘內被粉碎,地表上形成一個大約30公裡深的空腔。
撞擊模擬
在接下來的兩分鐘裡,這個空腔的底部被反推到了超過海拔10公裡的高度。
然後在之後兩分鐘,空腔中央隆起的部分向外塌陷,形成了內部的峰環。
這次撞擊的威力非常驚人,一分鐘內直接從地表穿透三十公裡,甚至把地球的部分地幔掀了起來,地幔在地殼表面下一層,位於地下30多公裡深處。
通過超級計算機計算,當時隕石相對於地面不同角度的撞擊會有很大的差異,希克蘇魯伯峰環的形狀和連續性表明,這顆小行星的撞擊角度在60度到45度之間。如果峰環在某個地方被截斷形成馬蹄形,那就意味著角度較淺,角度小於三十度。
通過觀察希克蘇魯伯隕石坑中心、峰環和地幔隆起的相對位置,它們都存在一定的偏移,其方向都指明小行星來自於東北方。
計算顯示,在60度到30度之間的撞擊會比垂直角度(90度)或小角度(15度)釋放更多的氣體和更多的拋射物。當隕石方向與地球表面呈60度時,將導致巖石最有效的蒸發,有毒氣體和塵埃將投射進大氣影響全球。
恐龍運氣差到了極點,不僅隕石撞擊角度很差,當時的撞擊區域正是一個更容易釋放有毒物質的地方,而且在撞擊過程中非常有效地釋放了有毒物質,導致恐龍遇見了最糟糕的情況。
這些有毒物質主要是硫化物,其次釋放的大量二氧化碳也嚴重影響了氣候,海量的硫造成全球範圍內的酸雨,研究團隊估計當時有 3250 ± 1300 億噸的硫被拋射進大氣,造成當時持續幾十年的低溫。
極大的撞擊波很可能引發了各地的地震與火山爆發,讓當時的地球生態雪上加霜,大量酸雨和大氣中的陰霾妨礙了植物進行光合作用,食物鏈上層的大型草食性動物、肉食性動物也跟著滅亡,造成生態系統的瓦解。小型哺乳動物因禍得福,在這場大災變中得以倖存並壯大。(圖片來自網絡,如侵刪)
參考資料:
《A steeply-inclined trajectory for the Chicxulub impact》