恐龙灭亡那天,发生了什么?墨西哥深海岩石样本揭示地球可怕毁灭

白垩纪的恐龙们永远也不会想到,自己花了上千万年进化出来的能力,有朝一日会被毁灭。曾经的地球霸主,随着一声巨响,逐渐退出了舞台,取而代之的是新生的哺乳动物。如果回到当年,它们还有机会利用其他方式存活吗?

如果按照今天的主流理论来讲,恐龙虽然死于意外,却毫无任何生还机会,无论给它们多少次回溯都不行。陨石撞击理论倒也揭示了恐龙最终的命运,不过很长一段时间来看,科学家都不太清楚具体的过程。而墨西哥的深海岩石样本则是把故事的最后一块拼图给填补上了。

恐龙灭亡那天,发生了什么?墨西哥深海岩石样本揭示地球可怕毁灭插图

墨西哥的深海岩石样本是如何被发现的?科学家是怎样确定恐龙死于撞击事故的?恐龙为何无法在灾后的世界生存下去?最终的结局又是怎样的?

本文将从希克苏鲁伯陨石坑墨西哥深海岩石样本研究这两个方面来解答这些问题,接下来便一起看看恐龙灭亡的那天发生了什么,墨西哥深海岩石样本如何揭示地球的这场可怕毁灭。

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来自海洋深层的回忆

恐龙终极命运的讨论来自上世纪70年代意大利古比奥的白垩纪-古近系(K-Pg边界)的薄粘土层发现,地质学家阿尔瓦雷斯的调查报告指出,在该边界处含有浓度特别高的铱元素。这种元素在地球上的存量非常少,通常只有小行星或者陨石上才会有这些物质,而发现的铱元素含量比边界背景量要高出160倍。

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根据阿尔瓦雷斯的推测,这里的铱元素应该是来自于撞击物蒸发后,沉降在地球表面以及撞击抛出的其他物质。然后铱被扩散到了大气中,由此产生了丰富的含铱粘土层。

这一结果交上去后,学术界并没有认可该理论。因为当时不少研究人员认为其他假定因素同样存在影响,例如超新星活动、气候变化以及地磁反转。总之,这个发现被搁置在了一边。

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到了1978年,格伦·彭菲尔德以地球物理学家的身份为墨西哥石油公司Pemex工作,他的任务是利用飞机对墨西哥湾进行空中磁力调查,并利用这些数据来寻找可能存在的石油钻探位置。结果彭菲尔德发现尤加敦半岛外海海床下有一个直径70公里的对称环状地形

此后彭菲尔德对该地的地形进行了一次详细分析,并且他参阅了1940年的陆地重力数据图。结果发现,尤加敦半岛这儿也有一个弧状地形,结合之前发现的对称环状地形,两者能够组合成一个完整的圆形结构,并且直径达到180公里,中心接近希克苏鲁伯。

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但是这项研究只有地质数据,没有岩心或者其他撞击的物理证据,尽管他本人参与过Pemex公司的钻探活动。并且在后来的学术意见发表中,彭菲尔德的报告并没有引起学术界的重视,因为当年的科学相关研究会议主要注意力在另外一场地球撞击事件的专题研讨会上。所以彭菲尔德的研究基本上就在这里告一段落。

到了1980年后,阿尔瓦雷斯和其他科学家正在继续寻找相关的陨石坑,根据之前的研究,他们认为K-Pg边界的撞击地点应该在加勒比海附近。来到墨西哥的阿尔瓦雷斯和自己的导师以及亚利桑那大学的研究生,一同寻找墨西哥附近的陨石撞击证据。

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海地附近发现同样也有高含量的铱元素以及冲击石英,包括玻璃陨石这样的风化物质,另外加勒比海盆地的K-Pg边界同样也有许多玻璃陨石。阿尔瓦雷斯的研究团队认为这就是当地曾经遭受陨石撞击的证据,因为只有猛烈的撞击事件或者核爆产生的高温才能形成这种岩石

发现这些证据后,阿尔瓦雷斯联系上了在墨西哥工作的彭菲尔德,两组人将油井的钻探样品以及深海坑中的岩石样本进行了对比。样本分析表示,这些物质都是冲击变质的材料,这是变质岩才有的特征。

后来美国的加州团队以及其他众多科学家利用卫星影像分析、实地考察以及岩石样本分析都在这处环状地形上有着类似的发现。恐龙受陨石撞击的谜团变得越来越清晰。

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还原真相

进入21世纪后,不少国家的专家调查整合了过去20多年的数据分析,他们得出的一致结论是希克苏鲁伯的撞击引发了白垩纪恐龙的这次大规模灭绝。在2013年的一项研究中,科学家们分析了撞击坑的玻璃陨石同位素与K-Pg边界灰烬中的同位素,由此得到的年份结论基本和实验室的计算相差无几,即66043000±11000年前这段范围。

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更进一步的分析,同样在2015年和2018年也有对同位素的研究。后来在2020年,科学家的新发现指出,希克苏鲁伯陨石坑是由来自东北部的倾斜撞击事件后的数小时内形成。陨石坑当时的位置是一处碳酸盐平台,而撞击地点的水深从火山口西部边缘的100米,一直向东北延伸到边缘深处的1200米不等。

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海底岩石数据分析表示,侏罗纪-白垩纪期间的海洋沉积物序列组成主要为碳酸盐岩、白云岩、石灰岩和蒸发岩等等,包括大陆底下的火成岩结晶和花岗岩。猛烈的撞击把这些岩石物质抛向各地,并且在极高温的状态下形成了玻璃珠一样的球状物

科学家推断,撞击希克苏鲁伯的是一颗碳质球粒陨石小行星而不是彗星,并且这颗小行星的直径大约在10公里的样子,如果把它放置在海平面上将会比珠穆朗玛峰还高。最后,科学家通过大量的数据整合还原出了恐龙灭亡的当天状况。

小行星以每秒20公里的速度撞向了希克苏鲁伯,其动能约为100兆吨是广岛原子弹爆炸能量的45亿多倍,撞击中心由此产生了超过每小时1000公里的风速,并形成了一个100公里宽和30公里深的空洞,后来坍塌形成了海底火山口。

火山口的活动催生出超过100米高的巨型海啸,计算机的模拟分析表明,撞击产生的直接海浪高度在1.5公里,并在现今的路易斯安那州下方留下了涟漪,平均波长为600米。同时撞击冲击力引发的地震波相当于10~11级的地震,并在全球扩散,引发湖啸

湖啸和海啸类似,同样也会有滔天巨浪,并且湖中几乎所有的东西都会被这股力量带入空中塔尼斯出土的化石群落则证实了这一点,悲剧鱼类和恐龙同样也逃脱不了死亡的命运,抛向地面后的鱼类在呼吸间带入熔岩颗粒,最后死于窒息

湖啸比海啸的上岸时间更短,其地震波引发的湖啸只需要几十分钟就能赶来地面。同时湖啸还会在湖面上形成一大片二氧化碳云并向周边扩散,被带入空中的石块从平流层又重新回到地球,或者飞向太空。重新回归的岩石碎片被加热,散落到地表的岩石很快便引发了大火,科学家估计这种火灾笼罩了地球当时70%的森林

撞击后暴露出来的富硫酸钙岩被注入到大气中,尘埃混合硫酸盐开始向全球扩散,未来将导致全球气温大幅度下降。撞击还引发了地下热液循环,这使得大气中的硫酸盐气溶胶增加,并逐渐混合水蒸气形成酸雨

离撞击地点最近的恐龙会直接死亡,而分布在地球其他地方的恐龙则会在未来的降温、酸雨、生态圈崩溃中逐步死于饥饿、寒冷,最后完全消失在恶劣的自然环境中

科学家分析此次撞击的罪魁祸首是来自火星与木星之间名叫巴普提斯蒂娜的小行星,该小行星大约在160000000年前受到了一次小行星带的碎片撞击,撞击后抛射出来的碎片在此后到达了地球。希克苏鲁伯陨石坑的地质分析证实了该陨石和巴普提斯蒂娜小行星的元素相同

过去的历史并没有就此消散,而是随着时间的推移沉入了地下,人类也许能够从恐龙面临的危机去思考未来的可能性

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