天文科普:小行星碰撞地球導致恐龍滅絕卻帶來一片生機
來源:新浪科技
發布時間:2020-06-05
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  新浪科技訊 北京時間3月5日消息,據國外媒體(ti) 報道,6600萬(wan) 年前,一顆巨大的小行星撞擊地球,在尤卡坦半島留下一個(ge) 110多英裏寬的隕坑,死亡氣息籠罩著地球。這次撞擊事件向空中釋放超過12000立方英裏的物質,導致持續幾十年的冬季和海洋酸化。經過這一悲慘事件,包括恐龍在內(nei) 的全球四分之三物種滅絕消失。

  然而,這場災難並不完全是一件壞事,一項由36位科學家參與(yu) 的國際合作研究表明,白堊紀末期物種大滅絕可能使海洋減輕與(yu) 小行星碰撞地球同時發生大規模火山噴發產(chan) 生的衝(chong) 擊。小行星碰撞地球促使海洋吸收遠古印度(德幹高原)火山高原釋放的大量溫室氣體(ti) ,抑製全球氣候轉暖,否則早期哺乳動物和許多其他物種幸存會(hui) 有許多麻煩和不良影響。

  研究表明,當小行星撞擊地球時,一場史詩般的火山噴發已持續了40萬(wan) 年,部分科學家認為(wei) ,火山氣體(ti) 可能是造成物種大規模滅絕的部分原因。但是依據近期發表在《科學》雜誌上對全球氣溫的最新評估,大規模火山噴發似乎不太可能導致恐龍滅絕。

  小行星似乎是單獨行動的,它對海洋浮遊生物的巨大影響可能緩和了隨後的全球氣候變暖,因為(wei) 火山噴發又持續了30萬(wan) 年時間。

  浮遊棕櫚樹

  研究報告合著作者、美國耶魯大學古代海洋學家品塞利·赫爾(Pincelli Hull)稱,在海底泥濘沉積物中取樣,當小行星碰撞地球,從(cong) 天而降大量微小的玻璃珠,導致帶有鈣質外殼的浮遊生物快速滅絕。

  赫爾說:“這些浮遊生物遭受小行星碰撞的嚴(yan) 重打擊,我們(men) 認為(wei) 此次碰撞釋放大量的硫和一氧化二氮,可能使海洋酸化溶解了浮遊生物外殼,這就好比人們(men) 將一塊鈣質浮遊生物殘餘(yu) 物組成的粉筆扔入醋中,然而,海洋並沒有那麽(me) 酸,所以浮遊生物外殼溶解速度會(hui) 慢很多,也不會(hui) 產(chan) 生氣泡。

  相同的沉積物揭示了全球氣溫是如何隨著時間而變化,赫爾解釋稱,這種變化應該反映出德幹火山釋放氣體(ti) 產(chan) 生的任何重大影響,其中包括二氧化碳。

  赫爾說:“我們(men) 在深海發現的泥漿樣本的粘稠度堪比牙膏,它不是由岩石構成,不像我們(men) 在陸地上熟悉的泥漿,而是由石灰質浮遊生物的微觀化石構成,這些浮遊生物死後會(hui) 降落到海底沉積下來。僅(jin) 識別海洋沉積物不同層次中的浮遊生物,就可以對當時的海洋氣候進行對比分析,有些物種相當於(yu) 在北極海洋發現棕櫚樹。但是這些浮遊棕櫚樹的外殼化學成分包含著更多信息。”

  海洋溫度變化會(hui) 影響浮遊生物體(ti) 內(nei) 碳氧同位素,通過結合從(cong) 世界各地收集的深海泥漿數據,研究人員可以重建全球溫度在幾十萬(wan) 年裏是如何變化的。

  氣候劇變之前

  研究人員使用方程式設計了一種最新計算機模型,能夠捕捉地球不同時期(包括現在)的溫度變化和碳循環之間的關(guan) 係。

  2019年2月,《科學》雜誌發表的兩(liang) 項研究報告使持續40年的科學爭(zheng) 議再次點燃,其中最可靠的假設是:德幹高原的溫室氣體(ti) 要麽(me) 是在白堊紀末期物種大滅絕之前的20-30萬(wan) 年前釋放出來,要麽(me) 是在白堊紀末期物種大滅絕前後釋放出來。美國佛羅裏達大學地質年代學家考特尼·斯普雷(Courtney Sprain)在研究論文中首次暗示後一種假設更有科學依據。

  斯普雷說:“看到之前的假設理論與(yu) 我們(men) 的最新研究相符,我當然非常興(xing) 奮,2019年兩(liang) 項研究都考慮到當小行星碰撞地球之後大量氣體(ti) 噴發出來。”

  但兩(liang) 個(ge) 研究報告的主要區別是地質年代學家布萊爾·舍尼(Blair Schoene)提出的,在物種大滅絕事件之前的10萬(wan) 年時間裏,火山活動頻率噴發,該噴發頻率可能破壞了環境,並與(yu) 小行星碰撞地球一起對地球物種構成全球性毀滅。

  但是最新計算機模擬並不支持這個(ge) 假設,該模型結果顯示,在小行星碰撞地球之前,全球氣溫已經開始降溫。

  科學家對物種大滅絕前後釋放多少氣體(ti) 仍有置疑,在物種大滅絕之前大約20萬(wan) 年,他們(men) 觀察距離小行星碰撞地球最近的一個(ge) 溫暖時期,發現地球氣溫升溫峰值曾達到2攝氏度,另一個(ge) 不太明顯的氣候轉暖現象發生在小行星碰撞地球之後20萬(wan) 年。

  耶魯大學地球化學家、該氣候模型共同創始人唐納德·彭曼(Donald Penman)稱,氣候轉暖趨勢減弱並不一定意味著德幹高原火山釋放氣體(ti) 減少,也許有一個(ge) 更加有趣的解釋。

  彭曼說:“在大多數鈣質浮遊生物滅絕之後,該模型表明,它們(men) 本來會(hui) 在外殼中積累的化合物可使海洋吸收更多的火山二氧化碳氣體(ti) ,降低全球轉暖趨勢影響。”

  英國布裏斯托爾大學古微生物學家希瑟·伯奇(Heather Birch)認為(wei) ,在小行星碰撞地球之後,浮遊生物的成分出現差異,這可能影響碳吸收。僅(jin) 有一小部分浮遊生物會(hui) 變成化石,所以我們(men) 需要更多的研究來分析大量二氧化碳是如何被吸收的。

  但是考慮到當前海洋再次出現酸化,這一次是由於(yu) 人類造成的二氧化碳增加,另一場大規模鈣質浮遊生物滅絕能讓我們(men) 免遭最糟糕的氣候變化嗎?

  赫爾表示,白堊紀末期浮遊生物滅絕之後,溫度上升了數千年,海洋才開始吸收更多的二氧化碳,但與(yu) 人類社會(hui) 相關(guan) 的時間尺度上,這意味著未來人類將麵臨(lin) 著數千年時間的氣候劇變。(葉傾(qing) 城)


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