探索發現:恐龍滅絕的真正原因是什麼?


導致恐龍滅絕的是小行星撞擊還是火山噴發?答案可能是二者的共同作用

新研究顯示,6600萬年前撞擊地球的小行星或彗星或許不是恐龍滅亡的唯一罪魁禍首。

發表在近期《科學》(Scicence)雜誌上的兩篇論文探討了天外來物撞擊(如今在墨西哥尤卡坦半島的希克蘇魯伯隕石坑被認為是此次撞擊造成的)和地球另一端的大規模火山噴發(地點是今天的印度)之間的可能聯係。參與這兩項獨立研究的科學家表示,目前還不清楚這場撞擊與火山噴發相比,在多大程度上引發了恐龍和其他眾多生命形式的大規模滅絕。

在其中一篇論文中,科學家揭示了白堊紀末期印度火山噴發的更確切時間,也正是大滅絕事件發生的6600萬年前。在長達百萬年的噴發過程中,火山噴射了橫跨印度數百公裏的熔岩流。這一過程產生了多層洪流玄武岩,即今天的德幹暗色岩(Deccan Traps,又稱德幹玄武岩)。該地形位於印度南部的德幹高原,是地表上最大的火山地形之一,某些區域的厚度超過2000米。

印度的這些熔岩流地形可以追溯到白堊紀-第三紀大滅絕事件發生的時間

論文作者、加州大學伯克利分校的行星科學家保羅·雷內(Paul Renne)在聲明中說:“我可以非常有信心地說,這些火山噴發是在(小行星)撞擊後5萬年,或許是3萬年內發生的。”

他還補充道,鑒於該研究的誤差範圍,可以認為這些火山噴發與小行星或彗星的撞擊大致同時發生,“這是撞擊事件恢複熔岩流假說的重要證據。”

火山爆發的時間

這篇論文還揭示了一個意外的發現:他們新測定的年代顯示,德幹暗色岩中大約75%的熔岩是在撞擊之後噴湧出來的。如果進一步的研究能證實這一點,那將是一個意義重大的新發現,因為此前研究顯示,隻有20%的熔岩是在小行星或彗星撞擊之後產生的。

科學家使用名為“氬-氬年代測定”(argon-argon dating)的精準測年方法對白堊紀-第三紀滅絕事件期間形成的岩石進行測量。在地質記錄中,這些岩石所處的地層被稱為白堊紀-古近紀界線(K-Pg boundary),即介於白堊紀與第三紀之間的界線。

在新論文中,研究團隊基於他們此前的研究結果,確定了撞擊發生的確切時間。根據從美國蒙大拿州采集的岩石分析結果,表明撞擊發生在66052000年前,誤差是正負8000年。

在2015年對印度岩石樣品的研究中,他們還解決了德幹暗色岩的測年難題。研究顯示,至少在一處地點,火山噴發時間是在撞擊事件發生後的5萬年內。現在,這些科學家又在德幹暗色岩其他地點的總共19個岩石樣品中確定了相似的時間。

研究人員正在印度的德幹暗色岩地形中研究火山特征

如果大部分熔岩都是在撞擊事件之後才噴發出來,那將對生物滅絕的過程產生巨大影響。標準的敘事應該是這樣的:如果德幹暗色岩的大部分熔岩在撞擊事件之前噴發出來,那麼隨之產生的氣體就可能導致全球溫度上升大約8攝氏度,這將迫使物種適應更加溫暖的環境。然後,撞擊事件或火山噴發產生的灰塵會遮擋太陽,導致全球氣候突然變冷。

新的場景表明,氣候變化甚至可能在火山噴發達到頂峰之前就已發生。如果是這種情況,則氣體就可能是在很長一段時期內,從地下岩漿室緩慢流出,就像我們今天在意大利埃特納火山和墨西哥波波卡特佩特火山看到的情形一樣。

“這改變了我們對德幹暗色岩在K-Pg滅絕事件中所起作用的看法,”研究第一作者、目前在英國利物浦大學做博士後的考特尼·斯普雷恩(Courtney Sprain)說,“有可能德幹高原的火山噴發沒有發揮作用——我們認為這種可能性很低——也可能火山在最小規模的噴發中產生了大量導致氣候變化的氣體。”斯普雷恩此前曾在加州大學伯克利分校攻讀博士學位。

當然,對於這項研究還有許多懸而未決的問題,特別是火山產生的氣體既可能導致氣候變冷,也能導致氣候變暖。而且,科學家至今還無法實時測量像德幹暗色岩這樣大規模洪流玄武岩噴發的輸出量——最近一次這樣的噴發活動還是在1500萬年前的大西洋西北部。

第二項新研究也使問題變得複雜。研究人員計算了德幹暗色岩噴發的時間,得出了略有不同的結果。兩個研究小組分析了不同的礦物質。此外,一個小組關注的是熔岩流本身,另一個小組則關注熔岩流之間的沉積物。兩項研究的詳細結果發表在2月21日的《科學》雜誌上。

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