廖俊棋
恐龍是生命演化史上極為精彩的一章,它們演化出不同的形貌來(lái)適應(yīng)環(huán)境,有些身披鎧甲,有些頭頂犄角,有些碩大無(wú)朋,有些則兇狠無(wú)比。它們統(tǒng)治地球長(zhǎng)達(dá)16億年,卻在6500萬(wàn)年前的某個(gè)意外中,退出了地球的舞臺(tái)。而曾與它們同時(shí)期生活的不少動(dòng)物,如空中的翼龍,海中的蛇頸龍、滄龍等海生爬行動(dòng)物,也都隨之銷聲匿跡。據(jù)科學(xué)家推算,在這場(chǎng)大滅絕事件中,全球有超過(guò)75%的物種都被一掃而空。
關(guān)于恐龍如何滅絕,曾是一個(gè)難以解決的科學(xué)問(wèn)題,許多科學(xué)家都提出過(guò)不同的假說(shuō),包括全球范圍的傳染病,恐龍出現(xiàn)腦部萎縮、繁育障礙等等。20世紀(jì)80年代,阿爾瓦雷茲父子提出觀點(diǎn),認(rèn)為是天降小行星造成了恐龍滅絕。這一觀點(diǎn)在今天墨西哥境內(nèi)尤卡坦半島的隕石坑被發(fā)現(xiàn)后,成為解釋恐龍滅絕原因的主流學(xué)說(shuō)。隨著科學(xué)家鍥而不舍的調(diào)查,如今我們已經(jīng)能夠還原出小行星撞擊的那一天,撞擊發(fā)生后的幾秒到連續(xù)幾年內(nèi),接踵而來(lái)的各種連鎖性災(zāi)難事件。
Part.1
撞擊現(xiàn)場(chǎng):地面熔解,怪物級(jí)海嘯,森林大火
據(jù)推測(cè),這顆毀天滅地的隕石來(lái)自火星和木星之間的小行星帶,整個(gè)星體幾乎全部由金屬構(gòu)成,直徑約12千米,重量預(yù)估超過(guò)25兆噸(也就是25億億噸,1兆相當(dāng)于1后面有12個(gè)0)。在重力影響下,它撞擊地球的時(shí)速高達(dá)10萬(wàn)千米,因此在地面爆出了一個(gè)直徑180千米、深度25千米的大坑。而這場(chǎng)撞擊的威力更是相當(dāng)于210億顆廣島原子彈的總和,在如此大的威力之下,這顆小行星在撞擊地表的瞬間就粉碎殆盡了。
這次撞擊下,毀滅的不只是小行星自身,撞擊帶來(lái)的極度高溫和極大高壓使地面的巖石隨之熔解甚至汽化,并彈射到大氣層中。這些沖上云霄的熔巖碎屑及氣體多達(dá)25兆噸。這個(gè)天文量級(jí)的巨變,對(duì)后續(xù)整個(gè)地球的環(huán)境及氣候造成了嚴(yán)重影響。而根據(jù)對(duì)墨西哥這個(gè)隕石坑的探勘結(jié)果,發(fā)現(xiàn)小行星撞擊地面后的反作用力,甚至讓落點(diǎn)周邊的地面在短短幾分鐘內(nèi),被熔巖堆出了15千米高的山脈。
撞擊也在落點(diǎn)周邊的海灣掀起了巨浪。事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的海岸,短短幾秒內(nèi)就掀起了1500米高的巨浪。無(wú)情的海嘯吞沒(méi)了一切勉強(qiáng)活過(guò)第一波撞擊的周遭生靈。隨后,能量繼續(xù)向周邊傳遞,在接下來(lái)的幾天內(nèi),全球的海灘都遭遇怪物般海嘯的無(wú)情吞噬。
海嘯傳導(dǎo)到世界各地也許還要幾天,但在3000千米外的某個(gè)遠(yuǎn)古河岸邊,另一場(chǎng)嚴(yán)峻的考驗(yàn)卻已到來(lái)。
Part.2
世界范圍:天空下起玻璃雨,內(nèi)陸湖海掀巨浪
在美國(guó)北達(dá)科他州的荒漠中,科學(xué)家意外發(fā)現(xiàn)了小行星撞擊后的“犯罪現(xiàn)場(chǎng)”。
原先有許多團(tuán)隊(duì)都在這片荒漠中研究魚類,并認(rèn)為這里曾是個(gè)內(nèi)陸湖泊。但后來(lái),他們意外地發(fā)現(xiàn),這些魚類的鰓中卡了許多礫石大小的玻璃隕石珠子。這些玻璃珠來(lái)自隕石大撞擊之后。熔巖彈射到空中,其中硅化物的熔巖呈水滴狀落下,就變成了玻璃珠。這在前文所說(shuō)的隕石撞擊現(xiàn)場(chǎng)也有大量發(fā)現(xiàn),是小行星曾經(jīng)造訪地球的證據(jù)之一。也就是說(shuō),在隕石撞擊后,全球各地開始降下成噸熾熱的小玻璃雨滴。而這也證明了今天北達(dá)科他州荒漠中的這些魚,是死于隕石撞擊后的幾小時(shí)。
此外,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),這里不只有魚類,還有一些植物的樹干,都朝同一個(gè)方向倒伏,代表它們不是在湖泊中自然死亡,而是被一場(chǎng)巨浪打翻在地的。隨后,這個(gè)地層中還出現(xiàn)了三角龍等陸地生物的殘骸,此外還有一些海洋魚類。這些證據(jù)更加表明,這里并不是一個(gè)內(nèi)陸湖,而是一個(gè)靠近出??凇裉斓谋泵乐拊诋?dāng)時(shí)被一個(gè)內(nèi)陸海分割成東、西兩部分——的河岸。受到隕石撞擊影響,入海口掀起了滔天巨浪,讓這些無(wú)論是陸上、河中還是海里的生物都被巨浪吞噬而埋葬在一起,并被厚厚的泥沙覆蓋。不過(guò)雖然都是巨浪,但這里的巨浪并不是撞擊點(diǎn)傳過(guò)來(lái)的海嘯。
小行星撞擊熔化了約40000立方千米的巖石,這些熔巖以36000千米/時(shí)的速度被彈射到大氣層中,有些熔巖甚至直接飛出了地球,至今還在木星周圍旅行。其余保留在大氣層中的熔巖,在撞擊后的13-25分鐘內(nèi)就形成了灼熱的玻璃雨滴,從天而降,拍打在這個(gè)星球的動(dòng)物和植物身上。這些小玻璃滴直徑雖然僅有1毫米,但它們撞擊到動(dòng)植物時(shí)的時(shí)速高達(dá)36000千米,甚至令許多植物開始起火燃燒,還有演變?yōu)樯执蠡鸬膽B(tài)勢(shì)。而這場(chǎng)致命的玻璃雨,一下就是2個(gè)小時(shí)。
前面提到,科學(xué)家在這片區(qū)域魚化石的鰓中找到了這種玻璃球,代表這場(chǎng)淹沒(méi)北美的巨浪發(fā)生在玻璃雨之后,這些魚先經(jīng)歷了玻璃雨才被沖到陸地上。但另一方面,這場(chǎng)巨浪距離玻璃雨也不會(huì)太久,否則就無(wú)法在化石中保留數(shù)量這么多的玻璃球。因此,科學(xué)家推斷,這股巨浪應(yīng)該在撞擊后2小時(shí)左右就發(fā)生了。但是,這里距離撞擊中心有3000千米,如果是撞擊的海嘯傳導(dǎo)過(guò)來(lái),需要18個(gè)小時(shí)。因此,科學(xué)家認(rèn)為,這股巨浪是由另一種被稱為“假潮”的機(jī)制引發(fā)的。它就像是裝在一個(gè)碗中的水,如果碗發(fā)生了震動(dòng),水面也會(huì)掀起波紋。因此,雖然撞擊點(diǎn)的海嘯來(lái)不及傳過(guò)來(lái),但撞擊所發(fā)生的地震已經(jīng)讓這里的河流及內(nèi)陸海波濤洶涌。
但如果你以為這些就是造成多數(shù)恐龍滅絕的主因,那就小看這些雄霸地球1.6億年的王者了。這些災(zāi)難的確可以迅速對(duì)世界各地的許多生物造成重創(chuàng),但真正讓這些巨大的爬行動(dòng)物消失在歷史舞臺(tái)上的,是接下來(lái)連年的恐怖事件。
Part.3
一切才剛開始:霧霾遮天蔽日,全球連年酷寒
從2016年以來(lái),國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)就不斷在墨西哥尤卡坦半島的小行星撞擊現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查。他們驚訝地發(fā)現(xiàn),這顆小行星非常湊巧地撞在了一塊很特殊的區(qū)域,才最終導(dǎo)致了恐龍的滅絕。
在從撞擊點(diǎn)收集到的樣本資料中,可以發(fā)現(xiàn)大量含碳的地層,這就代表這里曾是一片森林,因?yàn)檫@次撞擊,1500千米范圍內(nèi)的樹木瞬間燃燒殆盡,因此才有了這層碳的埋藏。但這還不是全部,在這層碳之上還有第二層同樣充滿碳的埋藏,這可能意味著當(dāng)時(shí)的玻璃雨在全球都造成了森林大火。植被燃燒了幾個(gè)月甚至數(shù)年之久,燃燒產(chǎn)生的煤煙進(jìn)入大氣,最后緩緩沉降,形成了這第二層碳。
除此之外,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),這里的地層下埋藏著大量石膏。這些石膏在撞擊過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳和硫。硫會(huì)在第一時(shí)間被沖上高空,其中一些隨著降水過(guò)程形成酸雨。短短幾天內(nèi),全球降下了超過(guò)400億噸酸雨。這些酸性物質(zhì)極大地改變了海洋環(huán)境,殺死了許多海洋生物。而更可怕的是,留在空中的那些硫形成了二氧化硫氣溶膠,再加上森林大火產(chǎn)生的煤煙,這些物質(zhì)停留在大氣中,遮蔽了陽(yáng)光。這個(gè)過(guò)程長(zhǎng)達(dá)數(shù)月甚至數(shù)年,導(dǎo)致全球的植物和藻類因?yàn)闊o(wú)法進(jìn)行光合作用而大量死亡,全球生態(tài)系統(tǒng)因此瓦解。
而根據(jù)科學(xué)家的模型進(jìn)行樂(lè)觀推算,這些停留在空中的二氧化硫能在接下來(lái)的3-16年內(nèi),讓全球溫度下降1 5℃-30℃,地球隨之進(jìn)入全面寒冬的狀態(tài),并且要30年才能恢復(fù)。
前面說(shuō)過(guò),這已經(jīng)是樂(lè)觀的推算,也就是說(shuō),實(shí)際情況可能比這個(gè)更糟。
先是突如其來(lái)的大火,然后全球暗無(wú)天日,植物死亡導(dǎo)致植食的恐龍也開始餓死,最后,如霸王龍這樣的食肉性霸主也只能在饑寒交迫中,黯淡地退出地球生命史的舞臺(tái)。
而科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),其實(shí)這顆小行星如果稍微早一點(diǎn)或晚一點(diǎn)撞向地球,哪怕只相差幾分鐘,它就會(huì)掉入太平洋或大西洋。屆時(shí),雖然也會(huì)有海嘯等災(zāi)難,但也許就不會(huì)造成玻璃雨、森林大火、二氧化硫氣溶膠等連鎖反應(yīng)。只能說(shuō),恐龍的運(yùn)氣真的太差了。
本文內(nèi)容來(lái)自“中國(guó)科普博覽”公眾號(hào).ID:kepuboian