两个故事 让我们首先进入伯克利团队描绘的恐龙末日。

文章作者:管理一号 | 2019-02-26
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恐龙灭绝场景艺术图。(图片来历:CLAUS LUNAU/SCIENCE SOURCE)

来历:举世科学

6600万年前,一颗小行星撞向地球,引发继续数千年的气候灾变,一切的非鸟恐龙在冰冷与饥饿中死去。这个“小行星碰击学说”,是咱们最了解的恐龙灭绝假说。可是,实在的故事远没有如此简略。刚刚宣布在《科学》杂志上的两项研讨通知咱们,印度德干的超级火山喷射也是恐龙灭绝的重要推手。但是,随之而来的,是一场全新的争辩……

6600万年前的白垩纪晚期,一块直径至少10千米的小行星碎片穿透大气层,在墨西哥犹加敦半岛砸出一个直径达180千米的陨石坑。这次能量相当于100万亿吨TNT当量的碰击让北美的生物敏捷逝世,并引发海啸与超级地震。随之扬起的火山灰与二氧化硫(SO2)让阳光难以抵达地球,地球进入绵长的隆冬,生态系统堕入溃散。很快,包含一切非鸟恐龙在内,地球上75%的物种灭绝,以恐龙为代表的中生代匍匐生物偏居一隅,而曾经在旮旯中挣扎的哺乳动物从此站上地球舞台的中心。

这段描绘,是咱们最了解的恐龙灭绝场景。1980年,地质学家发现,常见于小行星的稀有金属铱在白垩纪晚期大量呈现,这让碰击理论开端进入科学家的视野。到了上世纪90时代,尤卡坦半岛的希克苏鲁伯陨石坑被发现后,科学界总算达到共同:大约6600万年前,一颗足以构成生物大灭绝的小行星光临了地球。“小行星碰击导致恐龙灭绝”的故事也敏捷流行起来。

 希克苏鲁伯陨石坑轮廓图。图片来历:(DETLEV VAN RAVENSWAAY/SCIENCE SOURCE)

但在这个看似偶尔的碰击事情背面,是地质学界继续至今的一场争辩。恐龙灭绝,就是一颗小行星这么简略吗?

德干火山

争辩的焦点,远在地球的另一侧。德干地盾,坐落印度西部的德干高原,由面积50万平方千米、厚度超越2千米的玄武岩组成。这些暗黑色的岩体,源自一系列超级火山喷射。熔岩在地表冷却后,通过一系列地质进程,演变成今日的玄武岩。当科学家尽或许精确地测出这些岩石的年纪时,一个惊人的偶然浮出水面:那次规划惊人的火山喷射,恰巧发作在大约6600万年前!

德干地盾。(图片来历:Nicholas/Wikipedia)

两个史诗级的地质灾祸,刚好简直一起呈现在恐龙时代的结尾。谁才是恐龙灭绝的首要推手?这两次灾祸之间,是否存在内涵相关?

要恢复恐龙末日的场景,只是精确到“大约6600万年前”还远远不够。科学家有必要找出火山喷射与小行星碰击之间精确的时刻联络。这个问题看似简略:科学家只需要从德干地盾的岩石记载中找到小行星碰击的方位、火山喷射开始与完毕的方位,再通过开展多年的定年技能,测定这些事情的时代。

不过,问题就在这儿:在实际操作中,无论是精准定年仍是寻觅碰击点,都充满了应战。在最新一期的《科学》杂志中,人们期待已久的打破总算呈现。关于关怀恐龙命运的吃瓜大众来说,有一个好消息和一个坏消息:好消息是,一次性呈现了两篇打破性的论文;而坏消息是,这两项研讨的定论存在不小的不合。

这两项研讨别离来自Courtney Sprain领导的加州大学伯克利分校团队,以及以Blair Schoene为首的普林斯顿大学团队。两支研讨团队通过对德干地盾地质记载的研讨,别离重建了6600万年前的恐龙灭绝场景。

 

 

两个故事 让咱们首要进入伯克利团队描绘的恐龙末日。

 

那是6605.2万年前,这时德干高原的火山现已继续安稳地喷射了40万年,而全球气温在升高5℃后又降回原点。滚热的熔岩早已覆盖了德干高原,勾勒出一片广袤的生命禁区。对生活在全球其他区域的恐龙来说,尽管姑且谈不上灭顶之灾,但气候的重复改变让生态系统变得软弱,这也为随后的事情埋下伏笔。

 图片来历:José-Luis Olivares/MIT 

小行星来了。出人意料的小行星撞向尤卡坦半岛,喷溅物索取了北美一切生物的性命。然后,火山灰与二氧化硫进入大气层,阻挠阳光射向地上。短短几十年,气温下降了2~4℃,地球也进入了长达数千年的绵长冬天。气温的急剧改变与光照的削弱,让本就软弱的生态系统寸步难行。

小行星碰击的另一个成果,是一场里氏10级的超级地震。尽管咱们难以恢复板块开裂的悉数进程,但研讨团队揣度,不久之后,受全球超级地震的扰动,德干火山的喷射加重。在碰击后的60万年间,德干火山的喷射量是小行星碰击前的3倍之多。随之开释的温室气体让地球再次进入绵长的升温形式。就这样,在冰与火的替换之间,火山完成对恐龙的丧命一击。

而在普林斯顿团队的故事中,小行星碰击发作在6601.6万年前——与伯克利团队测定的时刻简直共同。同样在碰击前40万年,德干的火山喷射拉开了前奏。不过,不同于上一个故事中继续100万年的安稳喷射,Schoene以为火山喷射包含了4个活泼期;而在两次活泼期之间,是长达10万年的间歇期。风趣的是,喷射最剧烈的第2个活泼期呈现在碰击之前,而小行星碰击则是落在间歇期!

 Schoene论文中火山喷射的4个活泼期 Schoene论文中火山喷射的4个活泼期

咱们很简单得出两个定论:1、早在小行星碰击之前,构成德干地盾的大部分岩浆现已喷出地表,因而火山对生物的影响也首要体现在碰击之前;2、碰击没有影响德干火山的喷射——碰击事情后,德干火山仍然处于“熄火”状况。

因而,在Schoene的故事中,火山喷射与小行星碰击,看上去更像是一个惊人的偶然——两个没有任何联络,但都足以对恐龙构成毁灭性冲击的事情,恰巧简直在同一时刻发作。所以,在两层冲击之下,恐龙堕入万劫不复。

缝隙在哪?

在这两个恐龙灭绝的故事中,德干地盾的火山都扮演着重要的人物。但对其与小行星碰击的联络,却有着天壤之别的解读。为什么对同一区域、同一时刻的研讨,呈现了如此差异?其间的关键在于,两项研讨选用了不同的研讨办法。

在地学研讨中,时代测定按照的是放射性同位素的衰变——通过特定的半衰期,放射性同位素衰减一半。理论而言,不同的同位素系统,应该得出共同的定论。但在实际操作中,因为定年资料的不同、精确度的差异等要素,即便尽或许确保取样与操作的精确、进行差错校对,也往往发生不同的成果。

关于6000多万年前的白垩纪晚期,两种最常运用的定年手法——Schoene团队选用的铀-铅定年,以及Sprain团队的氩/氩定年,就存在这样的问题。

两位通讯作者在称誉对方作业的一起也都指出,对方的研讨中存在显着的缝隙。在Schoene看来,他们的优势在于,铀-铅定年比氩/氩定年精度更高。他们对德干火山喷射阶段的分析,正是高精度的体现。此外,Sprain团队测定的目标(斜长石)在岩浆喷出地表之前就现已结晶成形,时刻上的差错在所难免。

而在另一边,伯克利的Sprain将锋芒指向测定目标的代表性。Sprain写道,他们运用的斜长石彻底源自火山喷射,因而彻底反映了火山喷射事情;而对方测定的锆石或许构成于喷射进程,但也或许构成于非喷射期的堆积进程,这或许是差错的重要来历。

在这两个故事中,哪一个才是更挨近本相的?仍是说,一切人都还没有挨近本相?看来,关于恐龙灭绝的完好进程,这些地质学家还要再争辩一阵子了。

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