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小行星撞击地球之前恐龙就衰落了吗寻找恐龙灭绝元凶

发布时间:2019-10-09 来源: 责任编辑:责任编辑NO。杜一帆0322

《美国科学院院刊》最近刊发了一份最新研讨报告显现,埋藏在墨西哥近海海底巨大碰击坑的岩石“记载”了小行星碰击地球那个地球生命史上“糟糕”的日子,进一步充分了“小行星撞地球致恐龙灭绝”假说。

材料图,新华社供图

那么,“小行星撞地球致恐龙灭绝”的假说是怎样提出来的?现在又有哪些新的发现?

1 恐龙灭绝的首恶

在19世纪的前期,古生物学家依据化石确认了恐龙的存在,但也仅仅以为这一类生物也像其他灭绝的物种相同,是逐步消失的。可是,到了20世纪,跟着发现的化石越来越多,科学家开端觉察到,恐龙居然是忽然消失的,并且消失得很完全,这让他们十分不解。

刚开端,科学家以为是恐龙的演化出了问题,比方体型越来越大,这让它们不能很好地习惯改动的气候而灭绝。有昆虫学家提出,一段时刻内地球上呈现了许多的毛毛虫,它们吃掉了恐龙赖以生存的植物,所以恐龙被饿死了。也有一种灾变说,以为一颗超新星爆破,宣告许多射线使恐龙灭绝。种种假说,议论纷纷,都不能很好地解说恐龙灭绝的原因,直到阿尔瓦雷斯父子提出碰击假说。

小行星碰击理论是由美国地质学家瓦尔特·阿尔瓦雷斯和他的父亲路易斯·阿尔瓦雷斯一起提出的,路易斯是一名粒子物理学家,曾取得1968年诺贝尔物理学奖。

1977年,瓦尔特开端在加州大学伯克利分校作业,着手研讨白垩纪晚期的生物大灭绝工作。为此,他来到意大利坐落罗马和佛罗伦萨之间的一个小镇,那里暴露的灰岩(即石灰岩)完整地记载了这次生物大灭绝的进程。在这儿,瓦尔特发现灰岩中夹有一层赤色的黏土层,刚好分割了白垩纪和随后的古近纪的地层。在这层黏土堆积物之下的白垩纪灰岩里,有丰厚的有孔虫化石,而在其上古近纪的灰岩中,有孔虫简直消失了。

瓦尔特采样回来后,他的父亲路易斯也见到了这批样品。这次,作为物理学家的路易斯突发奇想,计划研讨一下有孔虫从衰退到康复需求多长时刻。所以,他把一部分样品交给了同样在伯克利作业的两位核化学家弗兰克·阿萨罗和海伦·米歇尔,他们发明晰一项名为中子活化分析的技能,能够准确地测定极低浓度的元素含量。让他们吃惊的是,这层黏土层中铱元素的含量是周围灰岩的600倍。铱是一种银白色的金属,相似于铂,它在地壳内的浓度十分低,可是在一些地外星体,如小行星中,含量却很高。铱反常,是小行星碰击理论的要害依据。据此,阿尔瓦雷斯父子在1980年正式提出,恐龙的灭绝或许是由小行星碰击导致的,黏土层中过量的铱是由小行星带来的。随后,科学家在全球范围内多个当地同一时期的地层中都发现了相似的铱反常,然后印证了这个假说。

2 寻觅碰击坑

阿尔瓦雷斯父子及其搭档提出的大碰击理论引起了很大的颤动,但也伴跟着激烈的质疑。

依据他们的核算,这颗碰击地球的小行星直径大约有10公里,它应该在地球上留下痕迹,也便是碰击坑,且直径约为150-200公里。那么这个碰击坑在哪里呢?要找到它,才干证明这个假说。

很快,科学家就开端着手在全世界寻觅环状结构,也便是疑似碰击坑的当地。刚开端的时分,科学家有点盲目,乃至有点失望。由于这次碰击工作距今现已6500万年了,从那时起,地表的相貌发作了巨大的改动,大约有20%的地表形状(包含海洋和陆地)在各种地质进程中现已永久消失了。假如这次碰击刚好发作在消失的当地,那么人们将永久找不到碰击坑了。可是,他们并没有抛弃。

科学家们从几个不同的视点寻觅这个碰击坑。一个是高压冲击构成的矿藏。小行星从太空而来,速度很快,假如撞到地球上必将发作很大的压力,就会改动矿藏的结构,变成地表不常见的高压态。比方,遭到碰击时,石英就会变成更为细密的斯石英,这也是高压冲击的指示矿藏。在1984年,科学家就开端在白垩纪末的堆积层中寻觅斯石英,发现间隔美国西南部某区域越近,斯石英的颗粒越大,这或许暗示了碰击坑就在邻近。别的一个依据是碰击的溅射物。大碰击的瞬间,会从中心向外溅射许多的碎屑物,大致以碰击中心为同心圆向外散落,离中心越近,溅射物堆积厚度越大,越远厚度越小。科学家的查询发现,北美的溅射物堆积厚度从北向南逐步添加,在加勒比海的海地等区域,溅射物的厚度是美国和加拿大的25倍以上。这也意味着碰击中心就在北美的南部。第三个头绪来自于地球物理的查询。对墨西哥湾区域的重力和地磁查询显现,这儿存在一个环形的结构,其直径大约为200公里,和理论猜测相符。

总算,在1991年,几名来自美国的地质学家宣告,坐落墨西哥尤卡坦半岛的希克苏鲁伯碰击坑便是那次灭绝恐龙的碰击工作发作的当地。

3 碰击带来的巨大灾变

在确认了碰击中心今后,科学家又进行了许多更详尽的查询研讨作业,对大碰击细节的知道也越来越准确。在2016年,地质学家在碰击坑上打了一口钻,得到了约130米的岩芯,便是这些岩芯向咱们叙述了大碰击后的一天内,碰击坑内的改动。这项研讨成果最近宣布在《美国科学院院刊》上。

研讨以为,开端的时分,一颗直径约10公里的小行星向地球飞来,速度可达每秒20公里。跟着离地球越来越近,它的亮度越来越高,乃至超越太阳,像一个火球。它很快撞到了墨西哥尤卡坦半岛的浅水里,在不到一分钟的时刻里,就撞出了一个直径约200公里的大坑,深度有十几公里;许多气化或熔融的物质、固体岩石等被以极快的速度抛射出去,也包含这颗飞来的小行星,此时它应该现已崩溃了。

随后,3分钟内,碰击坑的中心快速拱起,再陷落下去,最大深度或许到达3公里。在半个小时后,周围的海水从头灌进来,诱发海啸。大约一小时,海水从头填满碰击坑,之后由于海水的震动,发作多起海啸,或许继续了一天的时刻。别的,在岩芯里边发现许多的木炭,这说明大碰击在陆地上诱发了大火。

以上是地质学家依据岩芯记载估测的一天之内碰击坑内的改动。咱们也能够结合其他当地的地层记载,估测这次碰击之后地球的改动。

在小行星碰击的瞬间,会构成巨大的地震,地震波将在一个小时内传到地球每一个旮旯,效果或许相当于曩昔160年内地球上发作的地震在瞬间一起迸发。小行星带来的劲风速度可达将近每小时1000公里,伴跟着巨大的响声,所到之处一片狼藉。而碰击构成的溅射物,将会以极高的速度向外抛射,在间隔碰击中心500-1000公里的范围内,溅射堆积物厚度仍在数厘米到数米之间。而高速运动的岩块温度很高,会点燃森林,构成更大的损害。能够说,在上千公里的范围内,大部分生物会在数小时内逝世。而更细微的颗粒,飘得更远,在接下来的数月至数年内,将会堆积到世界各地,构成一个全球规划的黏土层,记载着这次大碰击工作的信息,在6500万年今后告知人类地球上从前发作的故事。

更恐惧的工作还在后边。碰击区的原始地层主要是灰岩和石膏等,碰击的高温使灰岩和石膏分化成为数千亿吨的二氧化碳和硫,释放到大气中。硫化物混在扬起的沙尘中,会更有效地遮盖太阳光,且让大气酸化,导致地球降温达20℃,光合效果近于阻滞,动植物大都处于饥饿状况,或许这才是这次大灭绝的主要原因,而不是碰击。而沙尘沉下之后,大气中高浓度的二氧化碳构成了长时间的温室效应,使地球温度飙升。以上多种原因,致使地球上75%的物种灭绝,其中就包含恐龙。

学术争议

小行星碰击之前恐龙就式微了吗

现在,小行星碰击导致恐龙灭绝这一观念现已取得了广泛的认可,但碰击工作究竟对灭绝有多大的效果仍存在争议。

一种观念以为,在小行星碰击之前的四千万年前,恐龙现已在式微了,恐龙的品种越来越少。构成恐龙式微的原因有许多,比方火山喷射(同一时期,坐落印度德干高原的火山在约100万年内喷出5万多平方公里、2公里厚的火山岩),海平面震动,超大陆裂解等。多方面的原因破坏了本来的生态系统,恐龙逐步式微。而外来的小行星仅仅最终的一击。

但别的一种观念以为,恐龙直到灭绝的最终一刻都是十分茂盛的,底子不存在式微的问题,大碰击是仅有的原因。之所以得出恐龙式微的定论,是由于化石记载不完整,许多化石没有保存下来。并且直到最终,仍有恐龙的新物种源源不断地呈现,恐龙宗族仍旧茂盛。而德干高原的火山喷射,主要是在大碰击之后,对恐龙灭绝没有奉献。

来历:北京日报 作者:贾斌

流程修改:洪园园

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