春天是鲜花盛开、绿叶嫩芽和小动物出生的季节。但在 6600 万年前,这个温和的季节却带来了大规模的死亡和浩劫,源于地球与一块巨大的太空岩石的灾难性撞击。
在巨大的小行星撞击地球末期的 后,地球发生了永久性的改变
白垩纪 (1.45 亿年至 6600 万年前),引发了全球性的大灭绝,导致地球上 76% 的生命消失,包括所有非鸟类恐龙、 翼龙 和大多数海洋爬行动物。科学家最近确定了这场灾难发生的季节,并在分析了撞击后几分钟内死亡的动物化石后,将其与北半球的春季联系起来。
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他们在名为塔尼斯(Tanis)的地点发现了这些化石,那里曾经有一条河流流经现在的北达科他州。在小行星撞击墨西哥的 尤卡坦半岛 附近后,冲击波将强大的海浪向上游咆哮着冲向塔尼斯,卷走了鱼类和森林生物,并将它们活埋在土壤层下。当水退去后,留下了一个惊人地保存完好的 3D 破坏快照,捕捉到 后 30 分钟内的景象
小行星 撞击,研究人员在一项新的研究中报告说。这些滤食性鱼类的化石也包含着它们季节性生长周期的线索,暗示当鱼类死亡和 恐龙 统治戛然而止时,春天已经来临。
塔尼斯保存下来的大规模、瞬时死亡的时刻,破碎和碎裂的鱼类化石缠绕在树枝上并散落在各个方向,“就像你见过的最糟糕的车祸,被冻结在原位,”首席研究作者,瑞典乌普萨拉大学生物有机体学系的博士候选人梅兰妮·杜林(Melanie During)说。在 2 月 22 日的新闻发布会上,杜林说,这也是“我一生中见过的最壮观的沉积物”。
杜林于 2017 年 8 月在塔尼斯挖掘了白垩纪时期的鱼类,花了两个星期挖掘匙吻鲟和鲟鱼的化石。鱼类骨骼——即使在化石化之后—— 也保留了动物生长的记录,这取决于季节性食物的供应。通过绘制骨细胞生长和密度的这些模式,科学家们希望确定塔尼斯鱼类死亡时所处的生长周期的哪个阶段,这可以表明当时是一年中的什么时间。
研究作者使用同步加速器扫描了这些化石
X 射线 成像技术,对化石进行非破坏性成像和 3D 重建。他们发现微小的玻璃球状体(称为球粒)嵌入鱼鳃中;当小行星撞击并从撞击坑中喷射出高耸的尘埃柱时,这些小球从超热沉积物中融合而成。颗粒飞入 地球 大气层及更远的地方,然后像玻璃珠一样雨点般落回地球。
其他研究人员 研究了塔尼斯的白垩纪死亡陷阱,计算出撞击球粒会在小行星撞击地球后 15 到 30 分钟内落下。由于球粒在鱼鳃中但没有被吞咽,因此根据这项新研究,鱼很可能在吸入玻璃珠后立即被活埋——在小行星撞击后 30 分钟内。
同步加速器扫描还揭示了化石骨骼中细胞生长波动的迹象,发生在七年多的时间里。就像树木通过年轮的积累来标记时间的流逝一样,年轮在树干的横截面上可见,鱼类随着年龄的增长会在骨骼中添加层,生长在夏季末达到顶峰,然后在冬季下降。当鱼类死亡时,它们正要进入骨骼显著生长的时期——这与 相吻合
春天,研究合著者,乌普萨拉大学生物有机体学系的研究工程师丹尼斯·沃滕(Dennis Voeten)在新闻发布会上说。
杜林在给《Live Science》的电子邮件中说:“我认为每个人都认为,当鱼吃东西时,它的骨骼就会生长,这是有道理的。”然而,她说,在白垩纪化石中看到这种量化“对于未来的研究来说确实是全新的,而且信息量大得令人难以置信”。
来自其中一条鱼的
碳 同位素或碳元素变体的记录进一步证实,科学家在研究中写道,这条鱼死于春季。研究合著者,荷兰阿姆斯特丹自由大学地球科学系的助理教授耶伦·范德鲁贝(Jeroen van der Lubbe)说,与骨骼生长一样,“碳同位素记录显示出明显的周期性模式,其中高值反映浮游生物的高生产力”,而浮游生物是匙吻鲟的主要食物。浮游生物的丰度通常在 夏季 最高;同位素分析表明,浮游生物的生产力尚未达到今年的峰值,因此研究人员得出结论,鱼类死于春季,范德鲁贝在新闻发布会上说。
研究人员报告说,小行星撞击的时间可能产生了深远的影响,地球上的一些物种能够更好地经受住这场灾难,仅仅是因为它们所在地区所处的季节。
北半球的生物,那里的春天正在变暖,可能刚刚出现,并且在寒冷的 之后,正处于生长和繁殖的黄金时期
冬季 月份。它们会暴露在外,资源更少,因为它们已经耗尽了帮助它们度过冬天的任何储备。因此,春季的生态系统可能比南半球那些为过冬而蛰伏的植物和动物更容易受到撞击的直接影响,杜林说。
杜林说:“撞击之后,发生了持续时间未知的突然降温——这当然对灭绝模式产生了自身的影响。” “然而,很明显,那些没有在灾难性的春/秋季幸存下来的生物群体,一开始就不会在随后的核冬天中战斗。”
这项研究结果于周三(2 月 23 日)在 杂志上在线发表
Nature.
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