是什么导致了大约 6600 万年前恐龙的灭绝?你可能认为你已经知道了,但《美国国家科学院院刊》上的一项新研究现在指出,是火山活动——而不是小行星撞击——可能导致了恐龙的消失,以及地球历史上大多数其他的大规模灭绝事件。
制造一场大灭绝
物种灭绝是进化过程中的正常现象,但有时它们会变得数量众多且非常突然,以至于转变为科学家称之为“大灭绝事件”。
这些事件发生的时间大约是地球上 75% 的现有物种在两三百万年或更短的时间内消失。迄今为止,已经发生了五次这样的灭绝。恐龙的灭绝是最著名、最近的一次,发生在白垩纪和第三纪边界。
恐龙是如何灭绝的?
这五次灭绝事件,尤其是恐龙的灭绝,激发了无数科学解释。其中最被广泛接受的理论是,彗星和小行星撞击地球表面,将巨量尘埃和火山灰喷射到大气中。它们遮挡了阳光,使地球进入了几个导致灭绝的寒冷时期。自 20 世纪 90 年代以来,随着尤卡坦半岛发现希克苏鲁伯陨石坑的形成时间与恐龙消失时间大致相同,这一理论的普及程度不断提高。
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二叠纪-三叠纪灭绝事件,又称“大死亡”,是地球历史上最致命的大灭绝事件。
“当希克苏鲁伯陨石坑被发现时,所有试图解释恐龙死亡原因的其他理论,包括火山活动,都被推翻了,”达特茅斯大学地质学和地球化学教授、该研究的作者之一 Brenhin Keller 在一份新闻稿中说。但是,尽管这一理论很受欢迎,但对于许多早期灭绝事件,其证据仍然难以捉摸。
Keller 和一个研究小组将小行星理论与一个类似的理论进行了比较,该理论认为火山活动实际上产生了导致寒冷的火山灰层,从而导致了五次灭绝事件。最终,他们的比较发现,五次事件中有四次与巨大的火山爆发相符,这些爆发在短短一百万年或更短的时间内就将大片陆地淹没在熔岩之下。
这些发现提供了火山喷发与灭绝之间因果关系的有力证据,并表明火山活动是过去许多灭绝事件(包括恐龙灭绝)的最大原因。
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恐龙与火山理论的爆炸性证据
该团队专注于形成了所谓的“洪水玄武岩”的巨大火山喷发,即被玄武岩熔岩覆盖的大片陆地。如今,它们以层叠的火成岩结构为特征。研究人员重点研究了熔岩量超过 100,000 立方公里的洪水玄武岩。他们调查的大多数案例中,熔岩量比这还多约一百万倍。
在确定了这些巨大的喷发后,该团队使用超级计算机分析了它们与过去灭绝事件(包括五次大灭绝事件)的时间关系。为了验证时间上的任何对应关系是因果关系而非巧合,计算机随后测试了火山活动是否会与 100 个随机生成的模式以相似的水平相匹配。结果显示,喷发与灭绝事件的匹配程度远超偶然。
“这些大规模火山喷发形成的大面积层状火成岩似乎与大灭绝以及其他重大的气候和环境事件在时间上相吻合,”普林斯顿大学研究生、该研究的另一位作者 Theodore Green 在一份新闻稿中表示。
除了这种时间上的重叠,研究人员还发现,喷发率最高的时期也与灭绝率最高的时期相对应。这表明,喷发越严重,灭绝越严重。
“虽然很难确定某一次火山爆发是否导致了某一次大灭绝,但我们的结果使得人们很难忽视火山活动在灭绝中所起的作用,”Keller 在一份新闻稿中总结道。
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小行星理论与火山理论的较量
那么,这是否意味着小行星撞击在过去的灭绝事件中没有起到任何作用?通过使用相同的方法分析小行星撞击的时间与灭绝时间的关系,该团队发现两者之间的对应关系较弱,并且在不考虑希克苏鲁伯撞击的情况下,这种差异尤为显著。
研究人员表示,这表明除了导致恐龙灭绝的那次事件外,小行星对过去的灭绝事件几乎没有贡献。即便如此,由于大约 6600 万年前火山活动也非常活跃,仅凭它们自身就将巨量火山灰喷射到大气中,即使没有小行星的参与,恐龙的灭绝也可能发生。
“我们的结果表明,极有可能,无论是否有撞击,白垩纪-第三纪边界都会发生一次重大规模的大灭绝,”加州大学伯克利分校地质学和定年学教授、该研究的另一位作者 Paul Renne 在一份新闻稿中总结道。话虽如此,“有一次撞击无疑使情况变得更糟。”
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