小行星撞击地球之前恐龙就衰落了吗?寻找恐龙灭绝元凶

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小行星一直在袭扰地球。每天,太空中大约100吨的灰尘和沙子向我们席卷而来。汽车大小的小行星大约每年都会进入我们的大气层一次。幸运的是,它们在中间层燃烧,永远不会到达地球表面。像灭绝所有恐龙的那种10公里宽、威胁生命的巨大岩石不会经常出现—也许几百万年才出现一次。我们不得不担心的是像足球场那么大的小行星,它们实际上已经到达了地球表面。那就是陨石。它们也许每2000年光顾地球一次。如果其中一颗小行星今晚袭击了我们呢?小行星对我们星球的破坏程度取决于它降落的地方。地球表面只有3%的面积有人口居住,这意味着100颗小行星中很可能有97颗会坠入海洋,或者夷平西伯利亚或加拿大北部某处无人居住的森林。这对人类的伤害几乎为零。但是每100颗小行星中就有3颗会撞击人口稠密的城市。想象一下,当你看到一个100米长(330英尺)的岩石以每秒30公里(19英里)的速度向你飞驰而来…从它安然无恙地穿过中间层到它坠落到地球只需要不到3秒钟。对于像纽约这样的城市来说,这意味着超过250万的人伤亡。?一场大火将摧毁半径3公里(2英里)内的一切,并对半径7公里(4.5英里)内的建筑造成严重破坏。也许这并不全是坏事…听说过撞击俄罗斯车里雅宾斯克市附近的陨石吗?那块石头坠落的威力相当于20枚广岛原子弹爆炸,造成了大约3300万美元的损失。不过聪明的俄罗斯人以每克高达50美元的价格出售陨石碎片,追回了一部分损失。在现实的场景中,陨石比我们想象的要大5倍!刚刚坠落的太空岩石如果由放射性重金属组成,还可能会带来大范围辐射的风险。当然,这不会像一颗10公里宽的小行星撞击地球那么糟糕。在那种情况下,冲击波足以立刻消灭一大群人类。不过地球会有一个直径超过100公里(62英里)的新陨石坑,一圈小行星碎片会让我们看起来像土星一样。这些碎片中的大部分会像雨滴一般降落回地球,使城市…森林着火,炙烤着所有没有受到保护的东西。在这之前,你可能想投资一个地下掩体。因为地球表面会有非常非常多的灰尘,所有这些灰尘和烟雾会使阳光被遮挡。没有太阳,所有的植物和许多动物都会灭绝。大约一年后,大气会恢复,但留给人类的食物会很稀少。如果我们不够聪明,这将是我们的终结。我们将和6500万年前的恐龙遭受一样的命运。值得庆幸的是我们有大气层来保护自身免受大多数小行星的伤害,美国国家航空航天局也会密切关注所有围绕我们飞行的太空岩石。糟糕的是,有时我们探测到进入大气的岩石时,可能为时已晚www.powayart.com防采集请勿采集本网。

《美国科学院院刊》最近刊发了一份最新研究报告显示,埋藏在墨西哥近海海底巨大撞击坑的岩石“记录”了小行星撞击地球那个地球生命史上“糟糕”的日子,进一步充实了“小行星撞地球致恐龙灭绝”假说。

恐龙灭绝是因为小行星撞击地球,那颗小行星去哪里了?你知道多少 首先,这颗陨石的落点已经基本上找到了。最有可能的撞击地点是墨西哥湾的尤卡坦半岛外海位置,这个地点是一次石油钻探中发现的。

资料图,新华社供图

这个最有可能,星系和星系之间并不是固定的,它们是移动的,如果两个星系相互碰撞 融合,对地球来说,那就是持续的陨石雨,相互吞噬可以增加体积,和增加太阳的寿命 由于较近的星系会互相吸引,

那么,“小行星撞地球致恐龙灭绝”的假说是怎么提出来的?目前又有哪些新的发现?

Luis Walter Alvarez(阿尔瓦雷兹)和他儿子Walter Alvarez在1980年于SCIENCE期刊上发表的论文,以较长的篇幅和详尽的描述,向我们提供了一个关于小行星撞击导致恐龙灭绝的假说。在此之前,这位

1 恐龙灭绝的元凶

小行星撞击地球是目前比较公认的一种关于恐龙灭绝的解释,一颗巨大的陨石击中地球,并在墨西哥撞出了180千米宽的希克苏鲁伯陨石坑。但在这之前的几百万年间,火山喷发、气温波动以及海平面变化都在不断

在19世纪的早期,古生物学家根据化石确认了恐龙的存在,但也只是认为这一类生物也像其他灭绝的物种一样,是逐渐消失的。但是,到了20世纪,随着发现的化石越来越多,科学家开始觉察到,恐龙居然是突然消失的,而且消失得很彻底,这让他们非常不解。

小行星撞击的后果主要是由于大量尘埃和有害气体进入大气层,造成气候的恶化和生态环境的破坏。光照、气温和大气成分等环境灾难彻底恢复可能需要上百万年,这就会造成物种的大灭绝。但是从另一方面说,环境

刚开始,科学家认为是恐龙的演化出了问题,比如体型越来越大,这让它们不能很好地适应变化的气候而灭绝。有昆虫学家提出,一段时间内地球上出现了大量的毛毛虫,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,认为一颗超新星爆炸,发出大量射线使恐龙灭绝。种种假说,众说纷纭,都不能很好地解释恐龙灭绝的原因,直到阿尔瓦雷斯父子提出撞击假说。

小行星撞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·阿尔瓦雷斯共同提出的,路易斯是一名粒子物理学家,曾获得1968年诺贝尔物理学奖。

1977年,瓦尔特开始在加州大学伯克利分校工作,着手研究白垩纪末期的生物大灭绝事件。为此,他来到意大利位于罗马和佛罗伦萨之间的一个小镇,那里裸露的灰岩(即石灰岩)完整地记录了这次生物大灭绝的过程。在这里,瓦尔特发现灰岩中夹有一层红色的黏土层,恰好分割了白垩纪和随后的古近纪的地层。在这层黏土沉积物之下的白垩纪灰岩里,有丰富的有孔虫化石,而在其上古近纪的灰岩中,有孔虫几乎消失了。

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,打算研究一下有孔虫从衰退到恢复需要多长时间。所以,他把一部分样品交给了同样在伯克利工作的两位核化学家弗兰克·阿萨罗和海伦·米歇尔,他们发明了一项名为中子活化分析的技术,可以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,类似于铂,它在地壳内的浓度非常低,但是在一些地外星体,如小行星中,含量却很高。铱异常,是小行星撞击理论的关键证据。据此,阿尔瓦雷斯父子在1980年正式提出,恐龙的灭绝可能是由小行星撞击导致的,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地方同一时期的地层中都发现了类似的铱异常,从而印证了这个假说。

2 寻找撞击坑

阿尔瓦雷斯父子及其同事提出的大撞击理论引起了很大的轰动,但也伴随着强烈的质疑。

根据他们的计算,这颗撞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,也就是撞击坑,且直径约为150-200公里。那么这个撞击坑在哪里呢?要找到它,才能证明这个假说。

很快,科学家就开始着手在全世界寻找环状构造,也就是疑似撞击坑的地方。刚开始的时候,科学家有点盲目,甚至有点悲观。因为这次撞击事件距今已经6500万年了,从那时起,地表的面貌发生了巨大的变化,大约有20%的地表形态(包括海洋和陆地)在各种地质过程中已经永久消失了。如果这次撞击恰好发生在消失的地方,那么人们将永远找不到撞击坑了。但是,他们并没有放弃。

科学家们从几个不同的角度寻找这个撞击坑。一个是高压冲击形成的矿物。小行星从太空而来,速度很快,如果撞到地球上必将产生很大的压力,就会改变矿物的结构,变成地表不常见的高压态。比如,受到撞击时,石英就会变成更为致密的斯石英,这也是高压冲击的指示矿物。在1984年,科学家就开始在白垩纪末的沉积层中寻找斯石英,发现距离美国西南部某地区越近,斯石英的颗粒越大,这可能暗示了撞击坑就在附近。另外一个证据是撞击的溅射物。大撞击的瞬间,会从中心向外溅射大量的碎屑物,大致以撞击中心为同心圆向外散落,离中心越近,溅射物沉积厚度越大,越远厚度越小。科学家的调查发现,北美的溅射物沉积厚度从北向南逐渐增加,在加勒比海的海地等地区,溅射物的厚度是美国和加拿大的25倍以上。这也意味着撞击中心就在北美的南部。第三个线索来自于地球物理的调查。对墨西哥湾地区的重力和地磁调查显示,这里存在一个环形的构造,其直径大约为200公里,和理论预测相符。

终于,在1991年,几名来自美国的地质学家宣布,位于墨西哥尤卡坦半岛的希克苏鲁伯撞击坑就是那次灭绝恐龙的撞击事件发生的地方。

3 撞击带来的巨大灾变

在确定了撞击中心以后,科学家又进行了大量更细致的调查研究工作,对大撞击细节的认识也越来越精确。在2016年,地质学家在撞击坑上打了一口钻,得到了约130米的岩芯,就是这些岩芯向我们讲述了大撞击后的一天内,撞击坑内的变化。这项研究成果最近发表在《美国科学院院刊》上。

研究认为,开始的时候,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。随着离地球越来越近,它的亮度越来越高,甚至超过太阳,像一个火球。它很快撞到了墨西哥尤卡坦半岛的浅水里,在不到一分钟的时间里,就撞出了一个直径约200公里的大坑,深度有十几公里;大量气化或熔融的物质、固体岩石等被以极快的速度抛射出去,也包括这颗飞来的小行星,此刻它应该已经解体了。

随后,3分钟内,撞击坑的中心快速隆起,再塌陷下去,最大深度可能达到3公里。在半个小时后,周围的海水重新灌进来,诱发海啸。大约一小时,海水重新填满撞击坑,之后因为海水的震荡,发生多起海啸,可能持续了一天的时间。另外,在岩芯里面发现大量的木炭,这说明大撞击在陆地上诱发了大火。

以上是地质学家根据岩芯记录推测的一天之内撞击坑内的变化。我们也可以结合其他地方的地层记录,推测这次撞击之后地球的变化。

在小行星撞击的瞬间,会造成巨大的地震,地震波将在一个小时内传到地球每一个角落,效果可能相当于过去160年内地球上发生的地震在瞬间同时爆发。小行星带来的大风速度可达将近每小时1000公里,伴随着巨大的响声,所到之处一片狼藉。而撞击形成的溅射物,将会以极高的速度向外抛射,在距离撞击中心500-1000公里的范围内,溅射沉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,会引燃森林,造成更大的危害。可以说,在上千公里的范围内,大部分生物会在数小时内死亡。而更细小的颗粒,飘得更远,在接下来的数月至数年内,将会沉积到世界各地,形成一个全球规模的黏土层,记录着这次大撞击事件的信息,在6500万年以后告诉人类地球上曾经发生的故事。

更恐怖的事情还在后面。撞击区的原始地层主要是灰岩和石膏等,撞击的高温使灰岩和石膏分解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,会更有效地遮蔽太阳光,且让大气酸化,导致地球降温达20℃,光合作用近于停滞,动植物大都处于饥饿状态,也许这才是这次大灭绝的主要原因,而不是撞击。而沙尘沉下之后,大气中高浓度的二氧化碳造成了长期的温室效应,使地球温度飙升。以上多种原因,致使地球上75%的物种灭绝,其中就包括恐龙。

学术争议

小行星撞击之前恐龙就衰落了吗

现在,小行星撞击导致恐龙灭绝这一观点已经获得了广泛的认可,但撞击事件到底对灭绝有多大的作用仍存在争议。

一种观点认为,在小行星撞击之前的四千万年前,恐龙已经在衰落了,恐龙的种类越来越少。造成恐龙衰落的原因有很多,比如火山喷发(同一时期,位于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),海平面震荡,超大陆裂解等。多方面的原因破坏了原来的生态系统,恐龙逐渐衰落。而外来的小行星只是最后的一击。

但另外一种观点认为,恐龙直到灭绝的最后一刻都是非常繁盛的,根本不存在衰落的问题,大撞击是唯一的原因。之所以得出恐龙衰落的结论,是因为化石记录不完整,很多化石没有保存下来。而且直到最后,仍有恐龙的新物种源源不断地出现,恐龙家族依旧繁盛。而德干高原的火山喷发,主要是在大撞击之后,对恐龙灭绝没有贡献。

来源:北京日报 作者:贾斌

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恐龙灭绝源于小行星撞击地球的证据:在全球的岩层里发现的已有6500万年之久的铱层。这种金属在地壳里极其罕见,但是在小行星里相当普遍,因此几乎毫无疑问这些铱是来自与地球相撞在一起的一颗巨大的小行星。地质学家还发现大量同一时期的受震石英(shocked quartz)。这种矿物是在陨石撞击事件或者原子弹爆炸过程中形成的。化石记录显示,小行星撞地球后,很多种动物的数量立刻开始显著下降。然而在以前的50万年间,并不存在物种灭绝的迹象,尽管当时存在大量活“超级火山”。科学家表示,这是证明恐龙是被小行星,而不是被火山杀害的更加有力的证据。除此以外,研究人员还在墨西哥希克苏鲁伯发现一个有6500万岁,直径是125英里(201.17公里)的陨石坑,它是由一颗直径9英里(14.48公里)的小行星与地球相撞在一起产生的内容来自www.powayart.com请勿采集。

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  • 有什么证据证明恐龙灭绝是小行星撞击地球造成的?
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