统治地球数千万年的恐龙,可能在短短数小时内就灭绝了。约6600万年前的那次小行星撞击,在第一天就将地球变成了炼狱。但研究这场浩劫的专家们对其后续过程存在分歧。
一些人认为,撞击释放的能量在全球引发了一系列灾难(全球性火灾、巨型海啸……),抹去了地球上大部分生命。另一些人则认为,大气中充满尘埃,阻挡了太阳光线(如同大型火山喷发时那样),导致持续数十年的寒冬。但一项新研究将这种尘埃的致命作用直接归因于即刻效应:它把地球表面变成了一个炙烤恐龙的烤架。
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这些不比糖粒大的微球粒,在下降过程中与大气摩擦产生热量,如同火箭和载人舱再入大气层时产生的热。它们在全球地层中的存在,让科学家得以确定撞击发生的精确时刻,并解释撞击后发生的全球性火灾。但大部分物质,尤其是小行星残骸,行为可能不同:这项研究揭示,它们并未凝结成微球粒,而是保持为一团极细的尘埃云,最终包裹了整个地球。
“所有这些巨大的动能必须有去处,最终都转化成了热量,”约翰逊指出。但这层几毫米厚的尘埃云本该阻止热量向高层大气消散,反而将热量重新反射回地面。研究人员估计,当时产生的辐射剂量是足以杀死人类所需剂量的17倍。“这就是杀死恐龙和其他动物的原因。不是撞击的冲击波,也不是火球,因为这些效应传播不远,”这位美国研究者补充道。
普渡大学地球、大气与行星科学系教授、该研究合著者亚历山德里亚·约翰逊分析了单个尘埃颗粒以及整团尘埃云的物理特性,以确定其辐射特性。她的结论令人震惊:“我们发现这层尘埃云对辐射的阻隔性极强,几乎捕获了微球粒坠落时在地表附近产生的所有热量。就像锅盖一样。”只有那些能够躲到地下的动物——比如早期哺乳动物、非表层水域的鱼类,或某些鸟类恐龙——才可能在这场炼狱中幸存。
但尘埃不仅加剧了致命的高温。它的影响在之后很长时间里持续存在,但方向相反。随着时间推移,热量逐渐散失,但阳光在此后数年甚至数十年间无法充分到达地表,造成漫长的寒冬。此前研究的模拟显示,全球平均温度下降了20摄氏度,并持续了约30年。这应该是宣告白垩纪时代、恐龙时代终结的最后一击。
约翰逊夫妇(布兰登和亚历山德里亚)及其他合著者认为,全球性火灾是主要的致死原因,但他们承认目前仅依据一个非常重要的遗址——北达科他州的塔尼斯。在那里,距离撞击点3000公里处,他们发现了最一致的撞击证据:无数几乎瞬间死亡的动物,包括大量鳃中嵌有微球粒的鱼类。这层死亡地层之上覆盖着一层薄薄的系外尘埃,正是他们此次分析的样本。
“随着时间的推移,我们或许最终会找到真正全球性森林大火的证据,”未参与该研究的伦敦大学学院古生物学家阿尔菲奥·亚历山德罗·基伦扎在一份声明中说,“只是目前我们还没有找到。”如果找到这些证据,如果能够证实尘埃层近乎瞬间的致命作用,那么就可以确定白垩纪末期、古近纪初期的大灭绝究竟是发生在数小时内(因灼热高温),还是数年或数十年内(因后续降温),或是两种过程的结合。“如果能查明撞击后哪些动物立即幸存下来,以及它们的生物学特征,那将非常棒。这或许能最终解释为什么一些动物存活下来,而另一些,比如恐龙,却没有,”基伦扎总结道。
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