什么？铱元素看见了恐龙灭绝！

地球历史的长河中，恐龙灭绝事件无疑是最具神秘色彩的谜团之一。白垩纪末期，约6600万年前，恐龙突然从地球上消失，这一事件不仅仅打破了生态平衡，也留下了无数未解之谜。科学家们一直在试图解答：是什么原因导致了恐龙的灭绝？是气候变化、火山活动，还是一场外太空的灾难？

恐龙灭绝的谜团：

火山爆发还是小行星撞击？

关于恐龙灭绝，最广为人知的理论是小行星撞击说和火山活动说。科学家认为，一颗直径约10公里的小行星撞击地球，产生了巨大的冲击波、火灾和震动。随之而来的大量尘埃和烟雾将阳光遮挡，全球气温急剧下降，生态系统遭到严重破坏，最终导致恐龙的灭绝。然而，尽管这一理论具有广泛的支持，也有不少学者提出了不同的声音。

一些科学家坚持认为，恐龙的灭绝并非仅仅由外部撞击事件引发，地球内部的火山活动和气候变化也可能是重要因素。长期的火山活动可能已经释放出大量二氧化碳和硫化物，这些物质加剧了温室效应，进一步影响了地球气候的稳定性，给恐龙的生存带来了巨大压力。

然而，这一系列假说并未能完全解答恐龙灭绝的真相。科学家们始终在不断寻找新的线索或证据，希望能破解这一谜团。而就在这个过程中，一个意外的发现为我们打开了新的视角……

铱元素的发现

在1980年，物理学家Luis Alvarez和他的儿子Walter Alvarez在意大利、丹麦和新西兰暴露的深海石灰岩中，铱元素的含量分别比6500万年前白垩纪-第三纪灭绝事件的背景水平高出约30倍、160倍和20倍。这一异常现象让他们提出了一个革命性的假说：一颗巨大的小行星可能在白垩纪末期撞击地球，导致大量铱元素随着撞击物质传播到地球表面，形成了这一铱异常层。这一理论发表在《科学》杂志上后，引起了学界的广泛讨论，并为科学家们提供了重新审视恐龙灭绝原因的重要证据。

诺奖获得者Luis Alvarez（左）和儿子Walter Alvarez（右）于1981年在意大利K/Pg界线前合影（图片来源：wikipedia.org）

所以铱元素是什么？

铱（Ir）是一种化学元素，属于元素周期表中的铂族元素，原子序数77。铱因其极高的耐腐蚀性、耐高温性以及良好的导电性，在许多生活中的高端应用中发挥着重要作用。它广泛用于制造汽车火花塞，尤其是在高性能引擎中，比普通铂金火花塞具有更长的使用寿命。此外，铱还被用于高端电子设备中的接触点、医疗放射治疗中的同位素（如铱-192）以及珠宝和饰品中的硬质镶嵌材料，增加了物品的硬度和光泽。

由于铱主要存在于外来物质如陨石和流星中（在地壳中的浓度极低），成为了科学家研究地球与外部天体物质交互的重要线索。

恐龙灭绝研究的新视角

Alvarez父子的发现打破了传统的灭绝理论，提供了一个全新的视角。长期以来，科学界普遍认为恐龙灭绝与地球内部活动，如火山喷发或气候变化，密切相关。然而，铱元素的异常分布，为行星撞击说提供了直接物理证据。铱通常存在于外来物质如陨石和流星中，而在地壳中的浓度极低。这意味着，在恐龙灭绝的时期，外部天体的撞击可能带来了大量的铱元素，从而在地质记录中留下了这一显著标记。

这一观点得到了进一步的验证。墨西哥尤卡坦半岛的希克苏鲁伯陨石坑是地球上已知的第三大陨石坑，直径约180千米。这个陨石坑正是由6600万年前一颗直径约10千米的小行星撞击形成的，撞击地点与白垩纪/古近纪（K/Pg）界线相符。该界线以一层铱含量显著增加为标志，成为地质学上一个重要的指标。

图源：视觉中国

根据生物地层分布的统计数据，恐龙灭绝与这一界线密切相关，约12%的陆生物种幸存下来，但90%的淡水生物群落物种却幸存了下来，因为淡水生物的生存不完全依赖初级生产力，而是依赖于碎屑。此外，海洋中的菊石也几乎全部灭绝，海洋浮游生物的多样性和生产力显著下降，然而底栖有孔虫物种在撞击中幸存，因为深海的环境几乎未发生变化。

始祖鸟化石

图源：视觉中国

这一撞击事件不仅直接导致恐龙的灭绝，还对地球的生物演化产生了深远影响。它为哺乳动物的崛起提供了机会，最终为人类的出现铺平了道路。这一系列证据支持了外部撞击对生物灭绝的决定性作用，同时也揭示了撞击事件对不同生态系统造成的不同影响。

参考文献

Luis W. Alvarez et al., Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction.Science208,1095-1108(1980).DOI:10.1126/science.208.4448.1095

Kaiho, K., Oshima, N., Adachi, K. et al. Global climate change driven by soot at the K-Pg boundary as the cause of the mass extinction. Sci Rep 6, 28427 (2016). https://doi.org/10.1038/srep28427

本文转载自《石头科普工作室》微信公众号

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