小行星撞地球致恐龍時代出現

楊孝文

每一位男生都知道6500萬年前恐龍是如何被一顆巨大的小行星消滅掉的故事。但是另一個令人感興趣的理論稱，恐龍能夠幸存下來，可能還要感謝一顆小行星——2.01億年前，一顆小行星可能為恐龍掃除了所有競爭者，讓它們升級到食物鏈的最頂層，地球從此進入恐龍時代。

美國哥倫比亞大學的古生物學家保羅·奧爾森和地質學家丹尼斯·肯特一直在研究這一理論，尋找一顆小行星撞擊地球導致三疊紀—侏羅紀滅絕事件的證據。在過去的4.5億年間，地球上的生命經歷了至少五次大滅絕事件，在這期間，生物活性突然下降，優勢動物種群消失。迄今為止的最后一次大滅絕事件發生在6500萬年前，當時一顆巨大的隕石撞上地球，引發森林大火、沖擊波和海嘯，徹底改變了氣候，從而導致恐龍滅絕，為哺乳動物的進化打好了基礎。現在，有很多科學家認為，地球生命正處于第六次大滅絕事件的邊緣，人類破壞其他生物及其棲息地，并把大量二氧化碳釋放到空氣里是導致第六次大滅絕事件發生的誘因，因為這些人類行為可能預示著另一輪氣候急速變化的到來。

為恐龍的發展鋪平道路的第四次大滅絕事件的誘因至今仍是個謎。奧爾森和肯特一直在收集摩洛哥的遠古熔巖流、威爾士沿海被海浪不斷沖刷的海崖和新澤西州及賓夕法尼亞州地下巖石深處的線索。三疊紀—侏羅紀滅絕事件消滅了地球上的半數生物：像鰻魚的牙形蟲；像哺乳動物，喜歡生活在沼澤地區的獸孔類；早期鱷魚；猴臉樹棲蜥蜴；很多闊葉植物和其他一些生物。在這之前，恐龍還是一種相對低級的動物，但是隨后它們很快進化得更大，種類更多。

迄今為止，三疊紀—侏羅紀滅絕事件發生的準確時間還不清楚，但是從化石和其他來源收集的證據證明，2.01億年前它突然發生，跨越時間只有幾千年或者更短。

至于誘因，科學家認為是逐漸變化的氣候和極度升高的海平面。然而，現在人們又把注意力轉移到大規模火山爆發產生的灰塵和二氧化碳，導致大氣交替出現寒流和熱浪的現象上，這與當前的人類污染很像。

最近，奧爾森和肯特又提出了另一種可能性：導致三疊紀—侏羅紀滅絕事件的是一顆像消滅恐龍的小行星那么大的隕石，但是有關這一想法的證據還不充足。奧爾森說：“有關這次滅絕事件，我們唯一肯定的是它真實發生過。它有可能持續了超過1萬年，也有可能僅持續了1天。”

2002年，奧爾森和肯特合著的一篇論文發表在《科學》雜志上，它顯示，三疊紀—侏羅紀滅絕事件發生僅僅1萬年后，大型恐龍就在現在的新澤西州出現了。此外，他們指出，在那一時期的巖石里含有穗狀銥——這種元素在地殼里很罕見，但是在隕石里卻很豐富。很快，其他研究人員在三疊紀—侏羅紀邊界附近發現了似乎與之相關的證據，其中包括在摩洛哥和新斯科舍發現的大致與之匹配的銥，以及在意大利發現的顯然是因猛烈撞擊而碎裂的石英。但是這些發現并非最終定論。首先，目前并未發現產自那個時期的足夠大的隕石坑，可以讓銥層延伸這么大范圍，或者造成全球破壞。

與此同時，肯特、奧爾森和其他人開始尋找火山作用的事例。盤古大陸開始分裂的時間幾乎與這次滅絕事件發生的時間相同。隨著新大陸逐漸分開，其中一條裂縫演變成后來的大西洋，伴隨發生的是幾十萬年間不斷有大量熔巖流出，形成中大西洋巖漿省——位于現在北美東海岸和巴西及非洲部分地區下方的火成巖。火山爆發產生的硫黃微粒可能在長達數年內遮天蔽日，導致全球急劇降溫。這種微粒很快降落到地面上，但是火山爆發產生的另一種物質是二氧化碳，這種成分能在空氣里停留長達數個世紀，導致地球升溫。因此，當時交替出現寒流和熱浪的現象可能非常普遍。肯特和奧爾森已經為這種假設收集了迄今可能最確切可靠的證據。

2011年，他們在另一篇發表在《科學》雜志上的論文里指出，熔巖流沖刷現在的美國東部地區好幾次，每次相隔大約20萬年。他們利用從現在人口眾多的地區下方收集的深層巖芯，分析這些熔巖床和火山作用暫停期間堆積的遠古土壤層。他們發現，這些土壤包含二氧化碳的水平是現在的5倍-10倍，它們產生的極端高溫和化學反應造成的海洋酸化，足以殺死大部分植物和動物。奧爾森說：“極端高溫和低溫環境交替出現，可能比其中一種單獨出現更糟糕。”美國東北地區的最早熔巖，似乎是在那次大滅絕事件發生1萬年后形成的，因此很難確定二者之間存在必然聯系。但是奧爾森在摩洛哥阿特拉斯山脈收集到的熔巖樣本，似乎與這次滅絕事件有直接關系。

科學家為了改進他們的數據，在新澤西州收集了更多的巖芯。在2010年，隕石假設再次出現，一個獨立科研組重新確定了位于法國西部羅什舒瓦爾附近的一個受侵蝕嚴重的隕石坑形成的年代。之前科學家認為它已有2.14億歲，然而最新研究結果顯示，它只有2.01億歲，與三疊紀—侏羅紀邊界極其相符。這個隕石坑的大小只有墨西哥希克蘇魯伯隕石坑的1/6（希克蘇魯伯隕石坑與恐龍滅絕有關），可能還無法引發全球性大災難，但是足以讓奧爾森和肯特對它產生極大的興趣。吸引他們的還有最近在英格蘭、威爾士和北愛爾蘭發現的同一時期的水成巖。其中一層水成巖似乎是在一次大規模海嘯或地震作用下形成或者發生改變的，這些災難性自然災害可能是由撞擊引發的。

奧爾森說：“我們仍支持火山作用的假設，但是一顆小行星撞擊地球削弱了生態系統的可能性并非沒有。此刻我們擁有一個巨大的突破口，地震的證據、銥層和滅絕的證據，這些幾乎都發生在同一時間。但是我們并不清楚它們是不是果真發生在同一時間。”

肯特說：“我們揭開這個謎底的唯一方法，就是計算出世界各地發生的能夠引發這次事件的各種事件的確切時間，而且越精確越好。”2011年，肯特和奧爾森前往英國研究那里的巖石與這次大滅絕事件有什么關系，它們是否包含暗示有小行星撞擊地球的穗狀銥。奧爾森還到訪了摩洛哥的阿特拉斯山脈，這里暴露在外的巨大火山玄武巖和其他巖石可以上溯到那個時期。

2012年，奧爾森和肯特還重返賓夕法尼亞州埃克塞特的一個巖層，這里是大學地質課旅行考察的一個主要目的地，也是為數不多的幾處能夠用肉眼清楚看到，并容易接近三疊紀—侏羅紀邊界的一個地方。這個地質層暴露在一處住宅區附近的斷崖上，他們希望能從這里收集到巖芯。然而，這次滅絕事件發生的原因不管是什么，研究人員認為都與現在地球的情況類似——大氣迅速變化，其中包括釋放大量二氧化碳。很顯然，地球已經敲響了警鐘，也許那時的情形與現在我們大量釋放二氧化碳，導致全球變暖類似。奧爾森說：“了解二氧化碳加倍的過程，可能會讓我們受益匪淺。我們只有先了解了這種模式、按時間排列的基本事件和基本歷史，才能試著了解未來我們將會面臨怎樣的處境。”