恐龙是如何灭绝的?科学家们长期以来一直在争论,是6600万年前撞击地球的小行星,还是当时强烈的火山爆发浪潮导致了恐龙灭绝。
今天发表在《科学》杂志上的两篇论文指出,真正的答案是——两者兼而有之,这是一场灾难性的巧合。但两组研究人员在一个关键问题上存在分歧:来自太空的撞击是先发生,并加速了火山爆发,使其成为改变气候、杀死恐龙的狂潮,还是两者是毫不相关的灾难,只是对曾经在我们星球上漫步,如今仍然在我们脑海中践踏的野兽来说,时机非常糟糕。
在小行星拥护者和火山助推者之间进行了数十年的争论之后,2015年,一些科学家提出两者可能都是正确的,因为在墨西哥的小行星撞击——以希克苏鲁伯陨石坑为标志——可能产生了地震波,如此剧烈地摇晃了地球,以至于加速了印度正在进行的火山活动。在德干地盾地区,岩浆爆发成遮天蔽日的火山爆发,使气候变冷,然后它们释放的二氧化碳会使气候变暖——这种剧烈的变化很少有生物能够幸存。这个观点认为,火山爆发和撞击共同作用,可能消灭了恐龙,以及白垩纪末期大规模灭绝事件中近70%的物种。
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今天发表的论文揭示了火山爆发的熔岩流和在其他岩石中小行星撞击痕迹的最新精确年代,原本应该加强这种观点。但是,这些年代数据——一组来自加州大学伯克利分校的科学家,另一组来自普林斯顿大学的团队——来自不同的岩石年代测定方法,并且它们存在分歧。伯克利团队由考特尼·斯普林(Courtney Sprain,一位目前在利物浦大学的地质年代学家)领导,他们使用了一种名为氩-氩年代测定法的方法,对来自印度靠近白垩纪末期发生的熔岩流的样本进行了测定,并将它们与从其他岩石中提取的小行星撞击年代进行了比较。他们能够将小行星撞击的日期确定为6605.2万年前,误差在8000年左右,并确定熔岩年代就在那之后不久。这一序列使他们确信,撞击后确实促进了火山爆发,验证了小行星导致火山爆发的观点。
但是,普林斯顿大学团队由地质年代学家布莱尔·舍恩(Blair Schoene)领导,他们使用了另一种名为铀-铅年代测定法的方法,得出了相反的结论。这两种技术都同样准确,但铀-铅方法可以识别出 更多细节。普林斯顿大学的科学家们用它来比较德干地盾熔岩流中的火山灰与在科罗拉多州发现的带有小行星撞击矿物特征的岩石的年龄。研究人员发现,德干地盾爆发了四次巨大的脉冲,每次脉冲之间都有持续10万年或更长时间的平静期。但关键的发现是,撞击日期落在地质时期的平静时刻之一,而不是在任何脉冲之前。他们说,这种时机很难让人认为撞击先于火山爆发并导致了火山爆发。“德干地盾的爆发率与希克苏鲁伯撞击之间极不可能存在关系,而这种巧合……是地球历史上最引人注目的巧合之一,”他们写道。
尽管两队在主要原因上存在分歧,但这些日期仍然足够接近,足以让两队都将火山爆发和小行星的结合归咎于恐龙的灭绝。“德干火山活动可能使大规模灭绝变得更糟,并使生态系统更容易受到希克苏鲁伯撞击带来的突发性气候变化的影响,”斯普林说。舍恩也同意,“撞击和大规模灭绝脉冲之间存在巧合的证据非常有力。”
如果撞击确实像伯克利的研究人员得出的结论那样促进了火山爆发,那么它们的同步效应将是灾难性的,并且很难在岩石记录中区分开来。如果撞击发生在火山爆发脉冲之间,正如普林斯顿大学团队发现的那样,那么反复发生的极端环境变化将是毁灭性的,但主要的灭绝事件是由撞击引起的。因此,尽管目前试图单独找出恐龙杀手的尝试可能失败了,但它们确实指向了一个罪魁祸首的阴谋。