是尘埃羽流杀死了恐龙吗？

众所周知，大约 6600 万年前，一颗小行星撞击墨西哥尤卡坦半岛，引发了一场灾难性的核冬天，最终导致白垩纪末期地球上近四分之三的生命灭绝。多年来，科学家们一直在争论是撞击释放的硫磺还是大规模野火产生的烟尘是最终的灭绝因素。

现在，在今年早些时候发表在《自然地球科学》杂志上的一项研究中，一组研究人员认为，小行星撞击产生的粉碎岩石形成的尘埃可能导致了严酷的气候条件。通过阻挡阳光，这些微小的尘埃颗粒为撞击后大量生命的灭绝（包括恐龙）创造了条件。

尘埃羽流从何而来？

研究人员试图了解撞击后硫磺、烟尘和细小硅酸盐尘埃对地球气候和生物多样性的不同影响。

由布鲁塞尔比利时皇家天文台的 Cem Berk Senel 领导的团队调查了北达科他州的一个沉积层，发现了大量 0.8 到 8.0 微米范围的微小硅酸盐尘埃颗粒。这些颗粒是小行星撞击的残余物，该撞击形成了一个巨大的陨石坑，现在被称为希克苏鲁伯陨石坑。

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Senel 和他的团队将他们的数据输入到古气候模型中，该模型表明，这些尘埃颗粒形成的巨大羽流可能在小行星撞击后在大气中停留了长达 15 年，最终在此期间将全球气温降低了多达 15°C。

据估计，撞击可能释放了大约 2000 亿吨粉碎的岩石。根据比利时自由大学研究团队成员 Phillipe Claeys 的说法，这个数字可能是一个“保守”的数字。

小行星撞击如何影响地球？

Senel 认为，最重要的结果是，这些阻挡阳光的颗粒导致了小行星撞击地球后近两年“全球光合作用中断”。

他们使用该模型比较了硫磺、烟尘和尘埃的相对影响，其中尘埃明显导致了最剧烈的变化。“在硫磺和烟尘的情况下，我们只看到了光合作用中断的区域性或不那么显著的反应，持续时间不到六个月，”Senel 说。“但在硅酸盐尘埃的情况下，全球中断持续了近 620 天，这可能对撞击后地球上的生命造成严峻挑战。”

该团队的发现表明，这种特殊的“杀灭机制”可能是地球主要灭绝事件之一的主要驱动因素，导致了非鸟类恐龙的大规模死亡。Senel 解释说，与认为小行星撞击后的极端寒冷对生命形式是致命的其他理论相反，该团队最近的研究表明，光合作用的破坏是小行星撞击后的关键。

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“这对我们来说，为灭绝过程呈现了一个不同的转折，”Claeys 补充道。尽管他们没有排除硫磺和野火相关烟尘的作用，但他们认为细小尘埃颗粒至关重要。

光合作用停止时会发生什么？

长时间的全球光合作用中断最有可能首先导致大量植物生命死亡。反过来，随之而来的“黑暗、寒冷和食物匮乏的条件”影响了草食动物种群，从而引发了连锁反应，对温血动物和非鸟类恐龙造成了特别严重的打击。作者写道，不适应这些条件的种群“将经历大规模灭绝”。

“撞击后一两周内，尘埃将基本导致光合作用完全停止，”Claeys 说。“植物会在一个月内死亡，这种情况将持续长达两年。没有植物生长，草食动物就没有食物，肉食动物也就没有食物，以此类推。”

“这并不意味着所有生物都会在那两年内灭绝。但这确实意味着食物链遭受了如此严重的打击，以至于像霸王龙和三角龙这样的生物无法继续生存，”他说。

其他能够适应或进入休眠状态的生物也可能幸存下来。“当然，最大的赢家是小型哺乳动物，”Claeys 说。

Senel 旨在进一步研究这些发现。“在这些古气候情况下，我们主要关注短期的气候和生物反应，但我们也想了解在相对更长的时间尺度上会发生什么。”

Senel 说，除了尘埃、硫磺和烟尘，希克苏鲁伯撞击还释放了其他排放物，如甲烷和二氧化碳：“作为后续工作，我们希望了解它们对撞击后气候在更长时间尺度上的扰动。”

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