小行星與恐龍的滅絕

編者按:本文為《阿西莫夫短文兩篇》參考資料。

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小行星與恐龍的滅絕

小行星與恐龍的滅絕

編者按:本文為《阿西莫夫短文兩篇》參考資料。

恐龍為何會(huì)絕跡?這一問(wèn)題在長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間里既引起了科學(xué)家和大眾的興趣,也令他們困惑不已,因而也出現(xiàn)了大量不切實(shí)際的理論,有些甚至十分好笑。例如,認(rèn)為恐龍的滅絕是因?yàn)樗鼈兊能|體太龐大而導(dǎo)致交配困難──雄性恐龍?jiān)诮慌溥^(guò)程中可能會(huì)壓垮它的配偶。另一種理論就是,隨著植物的進(jìn)化,恐龍的飲食發(fā)生變化,最后導(dǎo)致致命的便秘。還有一種說(shuō)法就是:恐龍下的蛋全被剛剛進(jìn)化的、而且更加靈活聰明的動(dòng)物──哺乳類動(dòng)物吃掉了。有的認(rèn)為是新出現(xiàn)的疾病使恐龍?jiān)诘厍蛏舷。一種更令人信服的理論是以恐龍時(shí)代的瑪瑙化石中的氣泡為依據(jù)。這種空氣中氧的含量比現(xiàn)代空氣中的氧含量要高出50%。可能是隨著氧氣濃度逐漸下降至今天的濃度標(biāo)準(zhǔn),恐龍就因窒息而死掉。

盡管有一些牽強(qiáng)的解釋,但在關(guān)于恐龍滅絕的問(wèn)題上存在著兩大思想學(xué)派:(1)它們突然死于某一場(chǎng)世界性的大災(zāi)難;(2)由于地球上天氣的逐漸變冷使得恐龍難以適應(yīng)而慢慢滅亡。

災(zāi)難學(xué)派描繪的是一幅十分令人震撼的場(chǎng)面:一顆相當(dāng)于曼哈頓島大小的小行星或彗星以每秒15英里(相當(dāng)于25公里)的速度向地球隕落,與地球撞擊的能量相當(dāng)于100萬(wàn)億噸TNT炸藥(是扔在廣島上的原子彈的能量的50億倍),而且在進(jìn)入地殼25英里深的同時(shí)熔化了沿途的巖石。在這場(chǎng)劇烈的碰撞之后,成千上萬(wàn)噸的塵埃和碎石進(jìn)入大氣層,罩住了地球,遮擋了陽(yáng)光,使得地球連續(xù)好幾個(gè)月甚至好幾年都處于黃昏狀的黑暗之中。在這種黑暗里,植物不能正常生長(zhǎng)──因?yàn)樗鼈冃枰?yáng)光來(lái)制造養(yǎng)分。以植物為生的動(dòng)物不能正常生存,不靠植物為生的其他動(dòng)物也難以生存,恐龍就是那種不能在黑暗中生存的動(dòng)物。事實(shí)上,根據(jù)某些科學(xué)家的觀點(diǎn),地球上60%的動(dòng)物是不能在黑暗中生存的。

然而,小行星或者彗星的隕落真的發(fā)生過(guò)嗎?地球上生命的大規(guī)模消亡是有大量資料可查的,但這是由于劇烈的碰撞所造成的嗎?讓我們從頭來(lái)敘述這個(gè)故事并從中找到答案。

大約一百五十年前,一位名叫理查德·歐文的英國(guó)解剖學(xué)家創(chuàng)造了“恐龍”(DINOSAUR)這個(gè)詞來(lái)描述剛剛發(fā)現(xiàn)的一種曾在地球上生存過(guò)的動(dòng)物。DINOSAUR這個(gè)詞源于希臘語(yǔ)的“可怕的”(DEINOS)和“蜥蜴”(SAURS)。那個(gè)時(shí)候(即1841年),可供研究的恐龍化石少得可憐,因此,人類對(duì)恐龍也知之不多。

我們對(duì)恐龍的認(rèn)識(shí)了解在過(guò)去的一個(gè)半世紀(jì)里有了一定的提高。我們知道它們是在大約2.25億年前由爬行動(dòng)物的祖先進(jìn)化而成,于大約6 500萬(wàn)年前滅絕的。它們的個(gè)子有很大的差異,身長(zhǎng)從不足2英尺到140多英尺不等;體重有20磅的,也有90噸的(陸上現(xiàn)存最龐大的動(dòng)物大象的重量為6噸)?铸垖倥佬蓄惱溲、笨拙型動(dòng)物,下蛋并且全身長(zhǎng)滿鱗片。

然而,關(guān)于恐龍笨拙、動(dòng)作緩慢的說(shuō)法最近也引起了人們的懷疑。研究表明,許多恐龍相對(duì)于爬行動(dòng)物而言是十分聰明的,且腿腳十分麻利。這一觀點(diǎn)使得科羅拉多大學(xué)的羅伯特·巴克爾于1968年提出,恐龍根本就不是冷血的動(dòng)物,而是像我們?nèi)祟愐粯拥臒嵫獎(jiǎng)游铮@一爭(zhēng)論至今未得到解決。按照一群英國(guó)古生物學(xué)家的說(shuō)法,恐龍有可能“屬中間型的”;蛘哒f(shuō),個(gè)子小些、更靈活的恐龍是熱血的,而那些個(gè)子大些、笨重的家伙則是冷血的。一位科學(xué)家甚至提出,恐龍的新陳代謝可能是隨季節(jié)變化的:冬天里是熱血,夏天里又變成了冷血。

那么,在使得恐龍滅亡的6 500萬(wàn)年前又發(fā)生了些什么呢?有沒(méi)有可以說(shuō)明某顆小行星或彗星曾撞入地球并滅殺了恐龍的任何證據(jù)呢?有的,有證據(jù)。

70年代末期,由已故物理學(xué)家路易斯·阿爾瓦雷茲和他的兒子、加州大學(xué)柏克萊分校的沃爾特·阿爾瓦雷茲率領(lǐng)的一個(gè)小組有了驚人的發(fā)現(xiàn)。他們注意到,在大約有6 500萬(wàn)年歷史的沉積土層中有一種叫做“銥”的元素的含量異常高,銥是地球上罕見的重金屬,只存在于地殼的深處,但在小行星和彗星上卻大量存在。起初,地質(zhì)學(xué)家們認(rèn)為6 500萬(wàn)年前的火山活動(dòng)可能會(huì)把銥噴入大氣層,落下時(shí)便集中形成一個(gè)獨(dú)特的土層。最終,事實(shí)并不能證明這一理論。

那么這與小行星或者彗星又有什么聯(lián)系呢?小行星或者彗星與地球的碰撞會(huì)使小行星或彗星的大部分被氣化掉,并使含有大量銥的塵埃進(jìn)入全球的大氣層中,塵埃落到地上后,便形成了含銥豐富的土壤沉積層。阿爾瓦雷茲小組曾在意大利和丹麥發(fā)現(xiàn)過(guò)這種礦藏,自那以后,這種含有大量銥的土壤層在全球五十多個(gè)地方先后被發(fā)現(xiàn)。這些土壤層有6 500萬(wàn)年的歷史,且恰巧與恐龍滅絕的時(shí)間吻合,這一點(diǎn)是小行星或彗星滅殺了恐龍的令人信服的證據(jù)。而且,某些地方的礦層出現(xiàn)的斷裂是由某種劇烈的碰撞所造成的。這一證據(jù)也與某顆小行星或彗星曾與地球碰撞過(guò),并且殺死了“可怕的蜥蜴”的理論相吻合(太陽(yáng)系中落在地球上的塊狀物被稱為“隕星”),落在地球表面的彗星或者小行星,或其某一部分就是隕星。它在隕落之前進(jìn)入地球的大氣層時(shí)叫做“流星”。

假如一顆曼哈頓島那么大的小行星或彗星的確在6 500萬(wàn)年前撞擊地球的話,那么撞擊所造成的窟窿或者“隕石坑”又在哪里呢?這一直是一個(gè)難以回答的問(wèn)題。不過(guò),多年來(lái)人們提出了許多不同的答案。其中之一就是隕石的碰撞砸開或撕裂了地殼,從而導(dǎo)致了形成冰島(我們知道是由火山形成)的火山活動(dòng)。然而,這一理論也不再?gòu)V為人們所接受。在有6 500萬(wàn)年歷史的沉積土中的銥礦層在冰島并不是那么厚。地質(zhì)學(xué)家們推斷在碰撞地區(qū)周圍的銥礦層可能最厚,因?yàn)殂灥V是在那個(gè)位置最先沖進(jìn)空氣中的。而且,伴隨著微細(xì)的白色富銥沉積土層,一定會(huì)有較為粗糙的次沉積層。這可能是碰撞后飛濺的熔巖下落時(shí)形成的。正如一粒石子扔入水池時(shí)濺起的水花一樣。這種次沉積層,也叫做“噴出層”,只能出現(xiàn)在碰撞現(xiàn)場(chǎng)幾千英里的半徑范圍之內(nèi),而在冰島卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。

1990年,亞利桑那大學(xué)的阿蘭·希爾德布蘭德沿著銥礦層和噴出層找到了它們的最密集點(diǎn)。他發(fā)現(xiàn)有兩處隕石坑可能是隕石撞擊地球的現(xiàn)場(chǎng)。一處是在哥倫比亞盆地,位于哥倫比亞北部的加勒比海地區(qū),另一處是在墨西哥東部的尤卡坦半島的北端。今天,越來(lái)越多的證據(jù)對(duì)尤卡坦隕石坑的推斷更有利。它的直徑大約為110英里(180公里),形狀及成分都很正確。這個(gè)隕石坑完全被埋在巖石下面,且位處陸地,盡管在6 500萬(wàn)年前這個(gè)地區(qū)曾是一片淺海區(qū)域。隕石碰撞造成恐龍滅絕的理論的擁護(hù)者們覺(jué)得他們不僅是發(fā)現(xiàn)了“正在冒煙的槍”,而且也找到了被槍殺者尸體中的彈頭──證據(jù)確鑿。

你可能會(huì)認(rèn)為,至此,恐龍滅絕之謎已被破解。銥礦土層證明某個(gè)小行星或彗星曾撞擊地球,而且碰撞所發(fā)生的時(shí)間也是正確的,再說(shuō)也發(fā)現(xiàn)了一處隕石坑來(lái)支持這一理論。然而,疑問(wèn)依然存在。那么,問(wèn)題又在何處呢?

問(wèn)題就在于恐龍是不是一下子突然全部絕跡的。小行星的碰撞會(huì)造成恐龍迅速的滅亡──只是幾千年的時(shí)間,而不需要幾百萬(wàn)年。不幸的是,化石記錄卻沒(méi)有能給我們展示一個(gè)清楚的、無(wú)可爭(zhēng)辯的畫面。人們都知道恐龍大約是在同一時(shí)期──即在一個(gè)主要的地質(zhì)紀(jì)元(白堊紀(jì))結(jié)束,另一個(gè)紀(jì)元也就是第三紀(jì)開始時(shí)滅亡的。這一過(guò)渡就是大家所熟知的白堊紀(jì)──第三紀(jì)(或K—T)之交。

賓夕

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