恐龙何时灭绝

为什么76%的物种在6500万年前就灭绝了?
二零一八年一月十八日
通过卡洛琳Sogot

ASTEROID_EARTH

一颗小行星飞向地球。

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发生在6550万年前的白垩纪-古近纪(K-Pg)大灭绝可能是最著名的生物危机,因为恐龙就是在这一时期灭绝的。但是,经常被遗忘的是在这个时期灭绝的其他40-76%的物种。尽管进行了广泛的研究,这次大灭绝事件的原因仍然存在争议。

当生物的丰度和多样性在相对较短的时间内显著减少时,就会发生大规模灭绝。地球历史上有5次大灭绝(通常被称为“大5次”),它们打断了生物体的进化。大灭绝被认为是“停止进化时钟”,因为它们改变了达尔文进化的正常规则,而这些规则在其余时间发生。因此,为了完全理解生命的进化史和预测当今生物的灭绝和生存过程,了解大规模灭绝时发生的趋势是很重要的。

虽然恐龙是在K-Pg大灭绝中灭绝的最著名的生物,但它们不一定是古生物学家为了了解这一事件而研究的最有用的动物群体,因为它们在化石记录中相对较少。许多其他类群也遭受了显著的衰退:大约95%的浮游有孔虫灭绝;许多海洋无脊椎动物,如棘皮动物和双壳类动物,也遭受了严重的灭绝,海洋爬行动物,如蛇颈龙和沧龙也灭绝了。亚扪人也完全灭绝了。

虽然有相当数量的生物在这个时期灭绝了,但有些物种似乎几乎没有受到大灭绝的影响。这些动物包括乌龟、淡水鳄鱼和哺乳动物。目前还不清楚这些群体是纯粹的幸运——偶然幸存下来——还是由于这些生物拥有的特定特征而发生的选择性灭绝和生存。

K-Pg边界本身由世界范围内可见的薄粘土层组成。这使得这一时刻能够在世界各地的许多地方准确地联系起来,并表明大灭绝是一个全球现象。在白垩纪(K)岩石单元中发现了大量的化石。在边界之上,发现了古近纪(Pg)岩石,与之前的白垩纪地层形成对比,因为它们包含的化石越来越少,种类也越来越少。事实上,白垩纪的岩石显示了40-76%的物种在灭绝事件发生前的最后一次出现。岩石记录清楚地表明,在这两个时期之间发生了一些重要的事情,导致了重大的动物变化。

1980年,诺贝尔物理学奖得主路易斯·阿尔瓦雷斯(Luis Alvarez)和他的儿子沃尔特·阿尔瓦雷斯(Walter Alvarez)对K-Pg边界粘土进行了详细的研究,发现其中的铱含量峰值比正常水平高出数百倍。他们假设这些铱来自于外星来源——一颗直径约10公里的小行星或流星——在这个时候撞击了地球,可能是造成同时发生的大灭绝的罪魁祸首。直到后来,才发现了直径180-200公里的陨石坑:Yucatán半岛上的希克苏鲁伯陨石坑。这导致人们猜测,这次陨石撞击是导致大灭绝事件的原因:如果陨石撞击产生了巨大的尘埃云,覆盖了整个世界,阻挡了阳光照射到我们的星球,地球将经历一个“核冬天”。在这种情况下,光合作用无法发生,并将导致食物链的崩溃。有人认为,在这个时期,生物的不同摄食策略可能促进了生存,也可能导致了灭绝,那些依赖阳光或初级生产者的生物最有可能遭受苦难,而那些能够以碎屑为食或在饥饿中幸存下来的生物幸运地适应了大灭绝事件。

虽然这一理论被广泛接受,并且在故事中加入了一些好莱坞式的戏剧,但它仍然存在争议。另一个提出的大灭绝原因的理论与大约在同一时间发生的广泛的火山活动有关。6800万年前,印度开始了大规模的火山活动。几百万年后,在物种灭绝的同时,这些喷发的规模超过了我们今天所看到的:大量的熔岩喷发,熔岩覆盖的面积至少是英格兰面积的11倍。这些熔岩沉积物被称为德干圈闭,我们认为这些大规模的火山喷发可能是大灭绝的罪魁祸首。火山喷发出的尘埃也可能导致“核冬天”的情景。此外,火山喷发会释放出二氧化硫和二氧化碳等气体,严重影响了地球上的生命。

白垩纪的世界与我们今天生活的世界大不相同。当时的地球正处于温室期——它会比现在暖和得多,几乎是热带气候。在白垩纪末期,气候发生了波动。有人认为,一些灭绝发生在实际的K-Pg边界之前,这可能是由于这些气候波动引起的相关环境压力的结果。

但是,如果没有时间机器,也没有穿越到6550万年前的能力,从我们今天掌握的证据中确定K-Pg大灭绝事件的唯一原因几乎是不可能的。当然,也有可能是一系列事件的结合导致了这么多生物的急剧灭绝。毫无疑问,当时有陨石撞击了地球,或者发生了大规模的火山活动。此外,在德干圈闭的洪水玄武岩中发现了铱异常,表明这些事件是同时发生的。相反,有争议的问题是这些事件对当时地球上生命的影响程度。有证据表明,灭绝发生在K-Pg边界之前,这意味着在这些戏剧性事件发生时,物种灭绝已经在逐渐进行。如果白垩纪晚期的动物群已经承受了压力,那么很可能是一次剧烈的陨石撞击和一次令人难以置信的大规模火山活动的爆发是最后一根稻草,导致了我们今天所知道的大规模灭绝……

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