小行星撞地球致恐龙时代出现

杨孝文

每一位男生都知道6500万年前恐龙是如何被一颗巨大的小行星消灭掉的故事。但是另一个令人感兴趣的理论称，恐龙能够幸存下来，可能还要感谢一颗小行星——2.01亿年前，一颗小行星可能为恐龙扫除了所有竞争者，让它们升级到食物链的最顶层，地球从此进入恐龙时代。

美国哥伦比亚大学的古生物学家保罗·奥尔森和地质学家丹尼斯·肯特一直在研究这一理论，寻找一颗小行星撞击地球导致三叠纪—侏罗纪灭绝事件的证据。在过去的4.5亿年间，地球上的生命经历了至少五次大灭绝事件，在这期间，生物活性突然下降，优势动物种群消失。迄今为止的最后一次大灭绝事件发生在6500万年前，当时一颗巨大的陨石撞上地球，引发森林大火、冲击波和海啸，彻底改变了气候，从而导致恐龙灭绝，为哺乳动物的进化打好了基础。现在，有很多科学家认为，地球生命正处于第六次大灭绝事件的边缘，人类破坏其他生物及其栖息地，并把大量二氧化碳释放到空气里是导致第六次大灭绝事件发生的诱因，因为这些人类行为可能预示着另一轮气候急速变化的到来。

为恐龙的发展铺平道路的第四次大灭绝事件的诱因至今仍是个谜。奥尔森和肯特一直在收集摩洛哥的远古熔岩流、威尔士沿海被海浪不断冲刷的海崖和新泽西州及宾夕法尼亚州地下岩石深处的线索。三叠纪—侏罗纪灭绝事件消灭了地球上的半数生物：像鳗鱼的牙形虫；像哺乳动物，喜欢生活在沼泽地区的兽孔类；早期鳄鱼；猴脸树栖蜥蜴；很多阔叶植物和其他一些生物。在这之前，恐龙还是一种相对低级的动物，但是随后它们很快进化得更大，种类更多。

迄今为止，三叠纪—侏罗纪灭绝事件发生的准确时间还不清楚，但是从化石和其他来源收集的证据证明，2.01亿年前它突然发生，跨越时间只有几千年或者更短。

至于诱因，科学家认为是逐渐变化的气候和极度升高的海平面。然而，现在人们又把注意力转移到大规模火山爆发产生的灰尘和二氧化碳，导致大气交替出现寒流和热浪的现象上，这与当前的人类污染很像。

最近，奥尔森和肯特又提出了另一种可能性：导致三叠纪—侏罗纪灭绝事件的是一颗像消灭恐龙的小行星那么大的陨石，但是有关这一想法的证据还不充足。奥尔森说：“有关这次灭绝事件，我们唯一肯定的是它真实发生过。它有可能持续了超过1万年，也有可能仅持续了1天。”

2002年，奥尔森和肯特合著的一篇论文发表在《科学》杂志上，它显示，三叠纪—侏罗纪灭绝事件发生仅仅1万年后，大型恐龙就在现在的新泽西州出现了。此外，他们指出，在那一时期的岩石里含有穗状铱——这种元素在地壳里很罕见，但是在陨石里却很丰富。很快，其他研究人员在三叠纪—侏罗纪边界附近发现了似乎与之相关的证据，其中包括在摩洛哥和新斯科舍发现的大致与之匹配的铱，以及在意大利发现的显然是因猛烈撞击而碎裂的石英。但是这些发现并非最终定论。首先，目前并未发现产自那个时期的足够大的陨石坑，可以让铱层延伸这么大范围，或者造成全球破坏。

与此同时，肯特、奥尔森和其他人开始寻找火山作用的事例。盘古大陆开始分裂的时间几乎与这次灭绝事件发生的时间相同。随着新大陆逐渐分开，其中一条裂缝演变成后来的大西洋，伴随发生的是几十万年间不断有大量熔岩流出，形成中大西洋岩浆省——位于现在北美东海岸和巴西及非洲部分地区下方的火成岩。火山爆发产生的硫黄微粒可能在长达数年内遮天蔽日，导致全球急剧降温。这种微粒很快降落到地面上，但是火山爆发产生的另一种物质是二氧化碳，这种成分能在空气里停留长达数个世纪，导致地球升温。因此，当时交替出现寒流和热浪的现象可能非常普遍。肯特和奥尔森已经为这种假设收集了迄今可能最确切可靠的证据。

2011年，他们在另一篇发表在《科学》杂志上的论文里指出，熔岩流冲刷现在的美国东部地区好几次，每次相隔大约20万年。他们利用从现在人口众多的地区下方收集的深层岩芯，分析这些熔岩床和火山作用暂停期间堆积的远古土壤层。他们发现，这些土壤包含二氧化碳的水平是现在的5倍-10倍，它们产生的极端高温和化学反应造成的海洋酸化，足以杀死大部分植物和动物。奥尔森说：“极端高温和低温环境交替出现，可能比其中一种单独出现更糟糕。”美国东北地区的最早熔岩，似乎是在那次大灭绝事件发生1万年后形成的，因此很难确定二者之间存在必然联系。但是奥尔森在摩洛哥阿特拉斯山脉收集到的熔岩样本，似乎与这次灭绝事件有直接关系。

科学家为了改进他们的数据，在新泽西州收集了更多的岩芯。在2010年，陨石假设再次出现，一个独立科研组重新确定了位于法国西部罗什舒瓦尔附近的一个受侵蚀严重的陨石坑形成的年代。之前科学家认为它已有2.14亿岁，然而最新研究结果显示，它只有2.01亿岁，与三叠纪—侏罗纪边界极其相符。这个陨石坑的大小只有墨西哥希克苏鲁伯陨石坑的1/6（希克苏鲁伯陨石坑与恐龙灭绝有关），可能还无法引发全球性大灾难，但是足以让奥尔森和肯特对它产生极大的兴趣。吸引他们的还有最近在英格兰、威尔士和北爱尔兰发现的同一时期的水成岩。其中一层水成岩似乎是在一次大规模海啸或地震作用下形成或者发生改变的，这些灾难性自然灾害可能是由撞击引发的。

奥尔森说：“我们仍支持火山作用的假设，但是一颗小行星撞击地球削弱了生态系统的可能性并非没有。此刻我们拥有一个巨大的突破口，地震的证据、铱层和灭绝的证据，这些几乎都发生在同一时间。但是我们并不清楚它们是不是果真发生在同一时间。”

肯特说：“我们揭开这个谜底的唯一方法，就是计算出世界各地发生的能够引发这次事件的各种事件的确切时间，而且越精确越好。”2011年，肯特和奥尔森前往英国研究那里的岩石与这次大灭绝事件有什么关系，它们是否包含暗示有小行星撞击地球的穗状铱。奥尔森还到访了摩洛哥的阿特拉斯山脉，这里暴露在外的巨大火山玄武岩和其他岩石可以上溯到那个时期。

2012年，奥尔森和肯特还重返宾夕法尼亚州埃克塞特的一个岩层，这里是大学地质课旅行考察的一个主要目的地，也是为数不多的几处能够用肉眼清楚看到，并容易接近三叠纪—侏罗纪边界的一个地方。这个地质层暴露在一处住宅区附近的断崖上，他们希望能从这里收集到岩芯。然而，这次灭绝事件发生的原因不管是什么，研究人员认为都与现在地球的情况类似——大气迅速变化，其中包括释放大量二氧化碳。很显然，地球已经敲响了警钟，也许那时的情形与现在我们大量释放二氧化碳，导致全球变暖类似。奥尔森说：“了解二氧化碳加倍的过程，可能会让我们受益匪浅。我们只有先了解了这种模式、按时间排列的基本事件和基本历史，才能试着了解未来我们将会面临怎样的处境。”