灭绝还是幸存,恐龙的审判日只需要不到12个小时

2018-01-10 溯鹰 科学松鼠会 科学松鼠会


历史中总是充斥着太多戏剧性的转折。最能说明这点的,莫过于恐龙与人类的命运了。


如果没有6500万年前那颗小行星的撞击,地球在后续的时间线里将会发生什么,实在是一个不敢细想的结果。假设恐龙们一直不灭绝,哺乳动物们可能永远得不到从洞窟走出去的机会。而如果这些小老鼠们一直没有走向地面,这颗蓝色星球上,可能就永远不会出现文明与智慧了。



图片来源:newscientist


小行星撞地球,是个完全偶然的事件。没有哪条物理定律规定,某时某刻地球上的某个地点必须接受一块天外飞石的撞击。小行星一般徘徊在火星与木星之间的小行星带,据地球4亿多千米。无论直径差不多5 千米的小行星,还是直径6371千米的地球,在4亿千米的距离面前,都不过是两粒连尘埃都算不上的质点。相隔如此遥远,原先都老老实实呆着的两粒尘埃最终能撞在一起,背后是无数次随机扰动共同促成的结果。假如过程中任何一次随机干扰没有发生,或者数值改变那么一丢丢,地球的最终结局很可能只是和小行星擦肩而过,恐龙的命,自然也就保存了下来。死在这般“蹊跷的命运”之下,恐龙们着实有些太点儿背了。


先别急着感慨,还有更令人唏嘘的事情:科学家最近研究表明,就算这颗小行星最终不可避免地要撞到地球上,只要它撞的是地球的另一侧,恐龙们或许同样可以逃脱灭绝的命运


如今,地球自转一圈是24小时,而在恐龙生存的年代,一天的时候还要更短一些。撞上地球这一侧和撞上地球那一侧,仅仅只差半天光景。不到12小时,这是灭绝与幸存的距离,也是6500万年后,巨兽帝国和文明世界的距离。


“陨石摩擦大气的绝啸,盖过了千万巨龙的悲鸣” ——1年前,我写了这样的话(参见《地质学,一个46亿年的浪漫故事》)。现在看来,如果砸到地球的另一侧,接下来一句话很可能就是:“悲鸣之后,重新上路,为中生帝国再续千万年!”了……(你说庆幸不庆幸?)


末日的表象


先说说身为罪魁祸首的这颗小行星吧。目前公认的结论是:它撞在了中美洲附近。地质学家在此处发现了一个埋在地下不太深的圆形构造,结合圆心处发现的那些受高温高压融化的岩石证据,最终把它解释为陨击坑。由于它毗邻一个叫做希克苏鲁伯的镇子,这次陨击事件便被命名为希克苏鲁伯陨击


地表的陨石坑不止一个,之所以认定希克苏鲁伯陨击是干掉恐龙的罪魁祸首,地质年代学填补了最重要的一环:他们测出希克苏鲁伯陨击发生的时间大约是6500万年前,正好与恐龙灭绝的时间相吻合。同时,地层学家在与恐龙灭绝同时期的白垩纪顶部地层中发现了高浓度的铱(Ir)元素富集。这种稀缺的元素一般只存在于岩质行星的内核或者天外小行星里,绝然不会出现在代表着地表沉积物的地层中。所以,这铱元素的富集,很可能是小行星的残骸铺洒一层的结果…… 总之,一条条相互协调的证据,宛如一幅幅相互恰合的拼图,把零散的结论,最终拼成了一段生动而惨烈的故事。


小行星由南向北倾斜撞击,喷溅物抛向今日的北美,北美洲地表生态几乎在几分钟内蒸发殆尽。海啸和灼热的冲击波则在随后数小时内波及到地球的另一侧。全球一代生命,在炼狱的火光中凋零,地球表面遍布着末日的哀鸣。


图片来源:123rf.com.cn正版图库


灭绝的根源


一代恐龙的生命或许是上述景象的牺牲品,但要想从基因层面上根绝一批物种,靠这样的直接破坏,还是差点火候。无论是音爆般的冲击波,高墙般的海啸,还是灼热的烈火,都不过只是隔靴搔痒的腠理之疾,能从根基上端掉一个生态链的,其实是数千年不散的尘霾。


当时的中美洲是一片富含有机质的肥沃地区,在地表浅部地层里,蕴含着大量以碳氢为主的复杂化合物。对于这些化合物,人类往往用一个更简单的字来称呼它们:烃 (hydrocarbon)


对浸淫在文明世界的我们来说,烃着实不是一种稀罕物件。它就是石油与天然气的主体。石油储层里除了烃,还往往伴生着大量的硫化物。6500万年前,小行星正好砸在了中美洲的这个“石油储库”里。大量的烃类化合物被抛向空中,在高温中燃烧,产生煤烟一般的黑云。它们弥散在平流层,成为终年不散的尘霾。而硫化物呢,则在高温下分解为SO——它会溶解在水蒸气里,使空气中弥漫着硫酸的迷雾。无论是悬浮的黑霾,还是硫酸的浓雾,反射阳光的本领都是一等一的。地表阳光射入量的减少,导致营光合作用的绿色植物大量凋零,地球进入足以延续数千年的凛冽长冬。整个生态链从根基开始全面失稳,处于生态链上部的物种更是成批成批地灭绝。延续了两亿多年的中生代生态帝国,就这样,全面崩塌了。


6600万年前的世界地图,其中黄色和紫色部分是沉积地层里含烃量比较丰富的地区。黑色五角星标明了小行星撞击的地点,恰好位于黄色区域之中。如果小行星砸到图中任何白色区域里,恐龙可能就不会灭绝了。图片来源:参考文献


命运的另一半


灭绝还是延续,尘埃说了算。地球不同地方挨撞,扬起的尘埃总量会有天壤之别。科学家之所以认定地球另一面接受撞击会使恐龙逃过灭绝的命运,原因就在这儿。


地球上到处都是油藏么?显然不是。要是随便一挖就能挖出石油,世界早就太平了。石油在地球表层从来都是稀缺资源。按今天标准来看,全球地表仅有13%的部分是发育油储的良好地区。这些地区多富集在大陆和海洋的交界地带。而稳定的大陆核心,绵延不尽的造山带、广袤的大洋中心呢…… 这些地方,石油的含量其实微乎其微。


恐龙们要怪只能怪小行星正好砸在了富含石油的墨西哥湾区。把地球旋转180度,墨西哥的对应的另一侧,是遍布海洋的东半球。就算考虑到6500万年以来板块漂移的因素,情况照样如此:当时泛大陆刚刚解体,哪怕大西洋的雏形已经出现,地球的另一侧仍然完全是泛大洋和新特提斯洋的地盘。小行星砸在海洋里,尽管照样会出现排山倒海的海啸;尽管一代恐龙照样会在冲击波和高温辐射下成为悲催的冤魂,但由于扬不起太丰富的尘埃,后世地表温度的变化以及光合作用受到的影响可能就没那么大,甚至不足以引发大灭绝。这样一来,恐龙们的基因可能就会因此而保住了。


地球自转一半,当时还不到12个小时。这不过是日夜交替的跨度,是从早到晚度过一天的跨度。12小时内,我们例行地通勤,例行地坐在办公室,无论充实或无聊,无论精彩或枯燥,这半天光景,在漫漫的一生里,着实连“波澜壮阔”的边儿都挨不到。


可是不要忘了,6500万年前有同样那么一个半天,地球站在了后世命运的分水岭上。其中一条路里,今日的地球上将充盈着巨龙的咆哮;另一条路上,响彻的则是机器的轰鸣。说到底,我们应该庆幸它砸对了时间、砸对了地点。如果当时那半天之内稍有偏差,我们可能就无法享受到这虽然有些无聊,但却实实在在活着的日子了。


编辑:Steed

参考文献:

Kaiho and Oshima, 2017, Site of asteroid impact changed the history of life on Earth: the low probability of mass extinction, Scientific Reports 7, doi:10.1038/s41598-017-14199-x

来源:果壳


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