两个故事 让我们首先进入伯克利团队描绘的恐
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。,随之而来的,是一场全新的争辩……
6600万年前的晚期,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。,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。