解开三叠纪灭绝的谜团

■纪舟

解开三叠纪灭绝的谜团

■纪舟

在 2亿余年前的三叠纪末期，大量物种灭绝，造成恐龙主宰地球的时代。这个巨变的原因至今未明，研究者仍在努力拼凑出历史的全貌。

保罗·欧尔森与丹尼斯·肯特来到英国韦尔斯南部一处荒芜的海岸。两人在一旁的泥地停车，雨滴开始落下，远处有雷声低鸣。两位地球科学家一面嘀咕着抱怨英国的天气，一面扛起帆布背包，走下湿滑的小路，准备迎接另一个湿冷的午后。他们还要继续寻找关于2亿年前的蛛丝马迹，探究当时为何有多数地球生物灭绝，让恐龙接管世界。

人类已清楚知道恐龙当初如何灭绝，墨西哥尤卡坦半岛希克苏鲁伯附近的一处行星撞击遗迹里，便记录了6500万年前的巨大事件，那个事件导致了恐龙时代的落幕，哺乳类时代的崛起。

欧尔森与肯特均任职于美国哥伦比亚大学的拉蒙·朵荷第地球实验室。他们一直有这样一种推测：希克苏鲁伯的历史可能一再重演，假设在1.35亿年前，可能有另一颗小行星撞击地球，导致三叠纪后期多数动植物死亡，才让恐龙在之后的侏罗纪时期（距今2亿年前～1.45亿年前）内不断蔓延，发展出巨大的身躯，主宰着整个地球，直至下一次巨大撞击灾害发生。

三叠纪末期必然曾有大事发生，因为在短短几千年的时间内，半数已知的生物都在化石记录中消失，20%的海洋生物突然不见踪影，包括所有形貌如鳗的锥齿类动物。陆栖生物的绝迹情况更严重。那不仅是地球史上少见的大规模的灭绝事件，由于时代久远，人类所知也最为有限。欧尔森指出，“人类只知道在三叠纪与侏罗纪之间确曾发生过大规模灭绝事件，无论起因为何，速度必然很快，造成大多数生物来不及适应与演化，从而响应变化”。

现在，多数科学家认为这次的灭绝事件起因于盘古大陆开始裂解，引发大量火山活动，并且连续爆发创造出巨大的“中大西洋岩浆省”。加拿大地质学家格雷戈里·麦洪长期独立研究此事，企图建立具有公信力的模型，说明火山喷发确实导致三叠纪末期的物种灭绝事件。他表示，“当时火山活动的规模是人类历史记录的数千倍”。

1783年，冰岛拉奇火山爆发形成洪流玄武岩，火山喷出大量硫黄霾雾让地球温度下降，大片谷物死亡，人类饥荒严重。据麦洪估计，这一灾难造成600万人丧生。这次事件让科学家有机会试想三叠纪末期的情况多么恶劣：拉奇火山当年仅喷发出15立方千米的玄武岩，而中大西洋岩浆省的喷发量高达200万立方千米以上，大量的硫黄霾雾、二氧化碳及甲烷令气温剧烈起伏，海水酸度因而提高，甚至缺氧；伴随着的闪电引燃庞大火势，许多生物无法承受接连而来的变化。

虽然欧尔森与肯特也认为这项理论的可能性很高，但这一理论仍然未能回答诸多问题，包括为何灭绝现象如此突然、蕨类增生又该做何解释等。

肯特表示，在天灾之后，蕨类通常最先出现，“至少在美国境内，若分析化石记录，约莫在物种大量灭绝之时、洪流玄武岩喷发之前，蕨类数量就突然大增”。至于在世界其他地区的资料中，灭绝现象与最早期玄武岩层重合，年代相隔仅在误差范围内。

肯特指出，“若要解开这个谜团，唯一的方式只有制作尽可能精细的时间表，收罗全球各地事件的顺序”。欧尔森与肯特为此踏遍全球，包括美国、加拿大、中国、德国、意大利、奥地利、摩洛哥，接着抵达英国韦尔斯。

20余年来，欧尔森都在思索三叠纪末期生物灭绝的原因，但小行星撞击理论的一大缺点在于，直到近期为止，从没有人发现在那段时间里有小行星撞击的证据。2010年，法国与德国合组的研究团队曾前往法国西部的罗舍舒亚地区，重新判定当地行星撞击遗址的年份（过去认为撞击发生在距今2.14亿年前，但修正后为1.99亿年～2.03亿年前，与估计2.014亿年前的三叠纪物种灭绝时期有重合）。

这一研究团队还指出，宽达2000米的小行星撞击地球，秒速超过25千米，造成巨大震波，或许能解释英国西部三叠纪末期的石灰岩及页岩上为何出现不明波纹。这些沉积物的年份也与物种大规模灭绝的时间相仿，欧尔森表示，“耳闻此事后，我就认为该到现场仔细观察”。

欧尔森也在韦尔斯一步步重建三叠纪世界的样貌，例如猴尾蜥的头部像鸟、手臂很长、尾巴有握力，或是貌似鳄鱼的生物爬行时如狗，又或是热带浅海里满是鲨鱼，后来全都突然消失。

欧尔森与肯特对这段历史的兴趣源于1968年，当时他们年仅14岁，居住于美国新泽西州。只要听说附近采石场发现恐龙足迹，他们便骑着单车前往，搜集四处散落着化石。进入中学二年级时，他们已经收集到数千件爬虫类化石与足迹，横跨三叠纪晚期至侏罗纪早期。

欧尔森与肯特如今前往英国的韦尔斯，也同样不脱当年的学生气息，两人会在十字路口争论方向，到超市买塑料袋装石块样本，使用自行改造、装电池的钻头采取重要地层的样本，甚至因为回到民宿时满脚泥泞而遭到女主人怒斥。

两位科学家在韦尔斯不畏雷雨，直接着手工作。欧尔森走到悬崖底部，指着及腰的石灰岩层表示，“这里就是生物灭绝的界线”。那里只不过是另一条石灰岩层，不时有紫色小花点缀，寻常民众根本看不出端倪，但若仔细检视，就会看到填满沙子的裂痕以及各种形状不规则的沉淀物，可能是海啸或大地震所致。

欧尔森指出，英国各地的三叠纪晚期地层都有共同的倾斜角度，源头仿佛来自法国的罗舍舒亚。

罗舍舒亚陨石坑形成那天，附近区域必然深受震撼，研究人员估计，当时的震级最高达11.5，释放出的能量是人类历史上最大地震的百倍。

伦敦帝国学院的地球科学家科林斯估计，当时地震是很剧烈，但规模可能没那么大，只相当于1兆吨TNT炸药的爆炸当量。那么，在当时的韦尔斯地区会发生什么情况呢？纵然罗舍舒亚与韦尔斯相距600千米以上，当地也会遭遇如飓风等级的强风及大量落石。

那些落石或许带有当时的化学特征，并且留存在沉积层内.英国牛津大学的赫塞波与肯·阿默尔此次也前往韦尔斯，与欧尔森及肯特一起采集样本，并用大型光谱仪进行分析，测量铬同位素以及寻找陨石特有的化学元素。欧尔森会把样本送至另一所实验室，搜寻其他能证明陨石撞击的证据。

若能在韦尔斯及其他地区的三叠纪末期岩层内找到来自外层空间的化学元素，便可以首次确切证实陨石撞击与物种灭绝的关联。但二者的时间纵然有巧合，也无法证明陨石撞击即为物种灭绝的起因，欧尔森表示，“也许两件事同时出现，彼此却没有因果关系”。

况且单凭罗舍舒亚陨石坑当初的撞击力道，恐怕也不足以造成全球生物大量灭绝。这个宽度25千米的陨石坑，原本也许有四五十千米，但相较于墨西哥希克苏鲁伯那处宽180千米的陨石坑，只是小巫见大巫。科林斯指出，“据我们估计，罗舍舒亚陨石撞击事件对全球环境影响的程度其实很小”。

欧尔森表示，目前要确切判断罗舍舒亚陨石撞击事件对地球的影响层面，尚且言之过早，还需要自世界各地收集更多三叠纪末期遗址的资料。光是2011年，他已跨海三次，前往英国及摩洛哥收集样本，不只寻找沉积层里的星际撞击痕迹，还要搜寻其他迹象，例如其他化学元素，希望能够串联出物种灭绝与中大西洋岩浆省之间的关系。欧尔森指出，这些资料都将帮助研究团队辨别世界各地事件的相对时序，重建历史经过与生物反应的全貌。

他认为在历史洪流之中，罗舍舒亚或许只是“其中一个碎片”，或许当时前后还有多颗陨石撞击，但罗舍舒亚是连续火山爆发后，压垮生物圈的最后一根稻草；但也可能先发生陨石撞击事件，重挫生态系统后，继而发生火山爆发，生物锐减。

在韦尔斯的湿冷天气中完成一天工作后，欧尔森表示，要找到答案仍需时间，“一切没有快捷方式，但我相信人类终能拼凑出图像，了解远古时期发生的事件与原因”。

（张小宁插图）