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有关恐龙绝灭原因的假说很多,但最有名的莫过于美国科学家阿尔瓦雷斯于1980年提出的小行星撞击理论了。
这里且不说恐龙是否因一次偶发性的天地大碰撞事件而突然亡命于6500万年前;我们需要首先弄清楚的是,当年是否真的有一颗小天体轰击过地球?为了验证撞击理论,在上世纪90年代的10年中,科学家们在全球范围内开展了小行星事件的取证工作。他们的努力获得了丰厚的回报,小行星肇事的种种证据被大量发现。1991年,有科学家在墨西哥的尤卡坦半岛寻找石油,谁料石油没找到,却发现了一个地下的隐伏构造。这一构造状似碗形,直径200~300千米,深约3千米,形成于6500万年前。科学家相信,这个隐伏构造当是撞击坑的所在。这个坑现被称为“奇克苏鲁布”撞击坑,这是因为奇克苏鲁布镇正好座落在撞击坑的中心部位。
现今的尤卡坦是陆地,但6500万年前这一带却是一片浅海水域。当年小行星以高速向地球撞来,在临近撞击点的上空,星体突然产生大爆炸,强大的冲击波在一瞬间把撞击点炸出一个巨大的坑,100多立方千米的岩石被挖出。随着时间的推移,巨坑渐渐被沉积物覆盖填平,结果成了一个隐伏构造,研究者是根据重力和磁异常以及地层与岩石学等资料才发现了它。据认为,这是迄今为止在地球上发现的最大的撞击坑。人们知道,上世纪70年代末,阿尔瓦雷斯等人曾研究了意大利北部古比奥地区的发育良好的海相白垩纪与第三纪交界(简称 K/T交界)处的一层薄薄的粘土层,他们惊奇地发现,其中稀有金属铱的含量竟比平常含量高出30多倍。阿尔瓦雷斯认为铱在地球上主要赋存于地核之中,地壳上则很少。那么铱是从哪儿来的呢?他推测,6500万年前,一颗直径约10千米的小行星撞击了地球并爆炸,而铱异常的粘土层正是小行星撞地爆炸时抛上高空的大量尘埃物质回落地面后形成的。阿尔瓦雷斯说,铱来自小行星,小行星上铱含很丰富。作为撞击----爆炸的证据,除了铱之外,还有显微玻璃球粒(撞击形成物),在古比奥附近的16条剖面上均有发现,高达230粒/厘米’。阿尔瓦雷斯综合了这些情况,提出了他的“小行星撞击地球致使恐龙绝灭的理论”。不过当时并未发现撞击坑,这显然是该理论的一大缺陷。阿尔瓦雷斯推测,撞击坑可能位于现今的海区,也可能在陆地上,但没保存下来或没被发现。
现在不仅发现了撞击坑,而且还找到了不少其它证据。到目前为止,在世界各地已发现的有铱异常的K/T界面层已多达150余处。界面层中铱的浓度高于周围岩层铱浓度几十到几百倍不等。在我国的西藏、塔里木盆地和吐鲁番盆地,也发现有铱异常的K/T界面层(均为海相沉积)。除铱外,大多数界面层中还同时存在异常含量的亲铁元素金、锇、钯、铂、铁、镍、铬、铁和钴。小行星中这些元素也比地壳中多得多。这一现象间接证明,界面层的形成与撞击事件有关。科学家发现,在K/T界面层中普遍存在着由撞击作用形成的特征矿物,如冲击石英、长石及冲击变质玻璃(即阿尔瓦雷斯在古比奥发现的那种显微玻璃球粒)等。在美国的一处陆相界面层中还能见到纳米级的金刚石。冲击石英在全球的较有规律的分布,对它的来源颇具说服力。因为颗粒大的石英距撞击地近,颗粒小的石英则距撞击地远。这一特征为撞击地的确定提供了重要的旁证。在墨西哥东北部的明不罗,科学家发现那里的K/T界面层中铱的含量竞比平常含量高出1000倍,且在这儿发现了厚达3米的海啸作用沉积物(层状碎屑岩)。这表明,一,明不罗靠近撞击地,二,碰撞时曾引发大海啸。最近,日本科学家计算出,当时的海啸大浪最高达350米,低的也有100米。据他们研究,当年那一带的海平面比现在约高出200米,灾星就撞在200米深的浅海海底。
日本人说,由于小行星撞在浅海海底,所以引起的海啸与撞击的能量相比并不算大,但海水向撞击坑回流时引起的海啸却十分巨大。他们认为,小行星要是落在了深海之中,所引发的海啸将会比落在浅海区大出近10倍!据认为大海啸发生时,海水淹没了整个墨西哥和大半个美国。在 K/T界面层中,科学家发现其中含有大量的炭黑物质。在新西兰的一处界面层中,炭黑的含量可达白垩平均含量的3900倍以上。还发现在炭黑的表面吸附有不充分燃烧的特征产物:多种多环芳烃。炭黑的大量存在,显示撞击曾诱发全球性火灾,森林及地面上可燃烧的物质大都烧了起来,导致大量的烟尘、炭黑等有机微粒弥漫于大气之中。有人估计,当时全球约有25%的生物量被大火吞噬。科学家对海相K/T界面层及附近沉积物中碳同位素特征进行了研究,结果显示撞击前后海洋发生了十分明显的变化,即由原先的生机勃勃几乎一下子就变成了“一潭死水”,延续时间长达50万年之久。这一现象表明,当时海洋表层大量浮游植物在短时期内大量死亡。这是因为,当发生撞击时,溅起的尘埃长时间挡住了阳光,使浮游植物无法进行光合作用而死亡。那时海洋中的生存环境变得相当恶劣。
又据氧同位素的研究,显示撞击后大洋表面水温下降约10℃。研究者估计,在相当长的一段时期内,地表平均气温可下降约数十摄氏度,导致全球冰川化,形成新冰期。那时的地球进入了漫长而黑暗的冬天,大地久久不见天日,地面急剧降温,景况十分可怕。据说地球上要是发生了核大战,情景将与6500万年前的那幕惨剧相似。所以说核大战实在是打不得。据近年研究,小行星肇事后,有好长一段时间天上下的雨是富含硫酸的“硫酸雨”。研究者说,小行星撞击点的地下岩层中夹有大量石膏矿,石膏中的硫便是硫酸雨的直接来源。硫酸雨对地球表面的生物所造成的伤害有多大,不言自明。研究者认为,小行星要是撞在别处(不含石膏矿的地方)结局就会比这好得多。小行星对地球的这一击,使地球表面又是大火,又是海啸,又是降温,同时天降酸雨,大地昏黑一片。不用说,由撞击而引发的火山和地震肯定也会跟着一起出来闹腾。一个好端端的地球瞬时变成了人间地狱。可怕!据统计,白要纪末有动、植物2868个属,经过大灾变后,至第三纪初仅剩下1502属。属的灭绝率高达48%。也就是说,当时至少有半数的动、植物属和60%~80%的生物种在地球上消失。哺乳动物中20%较老的科都绝灭了。不过哺乳动物在撞击之后,很快进化出不少的新属,从大绝灭前的22个属增加到大绝灭后的25个属。处境最为凄惨的大概是爬行动物了,即使不是全部,也没有多少体重大于25千克的陆生爬行类能在这一事件中幸免一死。一般认为恐龙就是在这场灾难中全军覆没的。
大量证据表明,6500万年前确有一颗小行星袭击了我们的地球,并酿成了一场空前的生态环境大灾难,地球的生态系遭到了彻底的破坏。有一种观点认为,白垩纪的这场环境之灾系当时强烈的火山活动所为,但种种证据显示,火山没有这么大的能耐。一般认为,小行星在爆炸后业已化为灰烬,从此踪影不见。但1998年美国科学家弗兰克·凯特声称,他的研究小组已经找到了6500万年前撞击地球的那个小星体的一块碎片。这一碎片长度仅有12.5毫米,是从北太平洋底的K/T界面层中挖掘出来的。它的结构和化学数据信息都告诉我们,它来源于那个大灾星。当年,大爆炸把灾星的一些碎片从尤卡坦向西抛出8700多千米,落在太平洋中部的洋底。不过那时的地理状况与现在有些不同,大西洋比现在要窄些,而太平洋则比现在要宽些。许多科学家相信,所发现的这块小小的陨星碎片便是“屠龙凶手”的残骸。推测类似的碎片可能还有大量隐藏于大洋的深处。由于科学家已掌握了大量的证据,小行星现在已很难洗刷自己的罪名。然而,小行星真的是“屠龙凶手”吗?(当然我们也不否认它曾杀死过大量恐龙);如果6500万年前小行星没来“轰炸”地球,恐龙是否就会一直繁荣到今天?小行星究竟对白垩纪末期的大绝灭事件负有多大的责任?这些仍然是难以解开的谜。
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