大约在6600万年前的中生代之交,史前两大灾难几乎同时发生。 我们都熟悉了导致非鸟类恐龙灭绝的宇宙碰撞,结束了它们作为世界主宰1.35亿年的统治。但在过去的四十年里,虽然小行星的故事已经深入人心,但科学界一直在争论另一个故事中的角色:火山活动。
尽管是“五大灭绝事件”中最受研究的之一,白垩纪-古近纪灭绝——这次灭绝不仅消灭了恐龙,还灭绝了四分之三的物种——仍然隐藏着它的秘密。案情复杂,现场有两名确认的嫌疑人。“我不想说得太悲观,”爱丁堡大学的古生物学家 Stephen Brusatte 说,“但一个人失踪了,你知道约翰·韦恩·盖西和杰弗里·达默在事发前一天都在附近。”究竟是哪个杀手该负责?他们是合谋作案吗?
撞击坑及其碎片或多或少地与灭绝事件完美吻合。在全球范围内,一层薄薄的铱——一种在地球上稀有但在地外物体中常见的化学元素——像棺材盖一样将恐龙掩埋。与此同时,印度德干暗色岩的古老熔岩流,这是有史以来最大的火山省之一,横跨白垩纪末期,前后各延伸数十万年。
在20世纪后期,小行星理论几乎成为了一个无可争议的事实,并且仍然是更被广泛接受的罪魁祸首。但如今,许多研究人员认真考虑,巨大的火山喷发通过将地球变暖到一个致命的程度而起到了作用,而最近的灭绝文献中的许多内容都在试图确定各自的罪责。“很少有人会激烈地争辩说火山活动没有起到任何作用,”加州大学伯克利分校的地球物理学家 Paul Renne 说。“现在的问题是,责任如何分配?”
史前悬案
恐龙消失的经典解释描述了我们星球历史上也许最糟糕的一天——一颗直径6英里的太空岩石以如此巨大的力量撞击尤卡坦半岛附近的海域,其碎片遮蔽了太阳,引发了全球性的核冬天。在当地,它引发了毁灭性的野火,并导致墨西哥湾沿岸约200英里远的地区产生了巨大的海啸。
Renne 在物理学家 Luis Alvarez 首次提出这一假说时还是一个研究生。“坦率地说,我认为那简直是胡说八道,”他回忆道。“但渐渐地,撞击理论被接受并成为了主流。”
与此同时,越来越多的证据表明火山喷发在其他大规模灭绝事件中也起到了作用。在20世纪90年代,白垩纪之前的两次大灭绝(二叠纪和三叠纪)被认为与火山活动有关,标志着与印度相似的洪水玄武岩层。这些喷发释放了大量的二氧化碳,导致地球变暖和海洋酸化,以及二氧化硫,后者反而过滤阳光并导致地球降温。二叠纪比白垩纪更加致命,杀死了95%的海洋物种。“面对这种情况,”Renne 说,“人们开始想,‘哦,如果仅仅是洪水玄武岩就能造成这样的后果,也许我们应该重新审视德干暗色岩了。’”
相比之下,小行星造成的毁灭没有任何先例,这让一些专家心存疑虑。普林斯顿大学的地质学家兼古生物学家 Gerta Keller 因尤其反对该理论而备受关注。她曾将其比作一个童话故事,说“它具备了一个好故事的所有要素。只是它不是真的。”
有些人试图将功劳归于两个灾难。华盛顿大学的古生物学家、伯克博物馆脊椎动物古生物学馆长 Greg Wilson 认为,这次灭绝是一次“组合拳”:全球变暖——以及可能的降温——可能已经破坏了生物圈,使其更容易受到即将到来小行星的破坏,并且难以在事后恢复。“我认为小行星本身就会对生态系统产生影响,”Wilson 说,“但其严重性被……火山活动相关的气候变化所放大了。”
完善记录
Wilson 的观点部分基于这样一个事实:恐龙似乎在白垩纪晚期逐渐衰落,暗示了某种程度的生态破坏。在他经常工作的蒙大拿州著名的化石遗址 Hell Creek,恐龙的多样性在撞击发生前就开始下降。“在我看来,越来越多的证据表明,情况比仅仅是一颗小行星撞击地球……而在此之前一切都很好,要微妙得多,”Wilson 说。
其他人不同意。“没有理由认为恐龙处于真正的困境中,”Brusatte 说。他补充说,“你永远不想把化石记录当成理所当然”——这些稀少的遗骸可能无法揭示全貌。近年来,一些其他证据,如气候和生态模型,都将小行星作为主要驱动因素,尽管一些研究人员承认火山活动可能起到了辅助作用,也许延缓了生命的恢复。去年年初发表的一篇论文将这次灭绝描述为“小行星撞击伴随少许火山活动”。
这总结了 Brusatte 自己的观点。同样,化石只能说明这么多。但他表示,“你从来找不到任何铱层以上的恐龙骨骼,这确实非常引人注目且发人深省。绝不。”回到法医的比喻:“有时我们只需要看看最直观的证据。如果犯罪现场有凶手的名片,就不要想太多了——那就是凶手。”
话虽如此,他和 Wilson 都同意化石记录的采样非常不足。北美西部是唯一被深入研究的地区,即使在那里,Wilson 的夏天仍然会在 Hell Creek 填补空白,那里的挖掘始于20世纪70年代初。这些灭绝模式,离撞击地点如此之近,可能无法反映地球另一端发生的情况。一些古生物学家希望开始调查印度的化石——正如 Wilson 所说,“火山活动的‘零号区域’,也是与撞击点相对的地点”。其他有希望的地点仍然在比利牛斯山脉和南美洲未被勘探。
更精确地确定火山喷发的确切时间,也可以消除一些不确定性,并提出意想不到的可能性。当 Renne 对德干暗色岩的层位进行测定时,他发现就在撞击发生时,熔岩流开始变得更大、更厚。2015年,他和他的同事推测,小行星可能引发了撼动全球的地震,从而释放了这股强大的火山活动,就像一只巨大的手摇晃一个地球大小的可乐瓶,直至其爆发。“或者啤酒,”Renne 说,“如果你喜欢啤酒的话。”
经过40年的研究,白垩纪-古近纪大灭绝的细节仍然难以捉摸。但随着对化石的全球性视角、更完善的时间线以及对撞击和火山活动可能影响的新建模方法,未来的科学家们可能会得出更确凿的答案。“随着所有这些东西的结合,它将使我们对这次灭绝有更深入的了解,”Brusatte 说。“可能会有一些惊喜。我始终持开放态度。”















