小行星碰撞地球导致恐龙灭绝却带来一片生机

小行星碰撞地球导致恐龙灭绝却带来一片生机
2020年03月05日 08:59 新浪科技
在导致非鸟类恐龙死亡的物种大灭绝的一场灾难中,翼龙飞过一片火山地貌。在导致非鸟类恐龙死亡的物种大灭绝的一场灾难中,翼龙飞过一片火山地貌。

  新浪科技讯 北京时间3月5日消息,据国外媒体报道,6600万年前,一颗巨大的小行星撞击地球,在尤卡坦半岛留下一个110多英里宽的陨坑,死亡气息笼罩着地球。这次撞击事件向空中释放超过12000立方英里的物质,导致持续几十年的冬季和海洋酸化。经过这一悲惨事件,包括恐龙在内的全球四分之三物种灭绝消失。

  然而,这场灾难并不完全是一件坏事,一项由36位科学家参与的国际合作研究表明,白垩纪末期物种大灭绝可能使海洋减轻与小行星碰撞地球同时发生大规模火山喷发产生的冲击。小行星碰撞地球促使海洋吸收远古印度(德干高原)火山高原释放的大量温室气体,抑制全球气候转暖,否则早期哺乳动物和许多其他物种幸存会有许多麻烦和不良影响。

  研究表明,当小行星撞击地球时,一场史诗般的火山喷发已持续了40万年,部分科学家认为,火山气体可能是造成物种大规模灭绝的部分原因。但是依据近期发表在《科学》杂志上对全球气温的最新评估,大规模火山喷发似乎不太可能导致恐龙灭绝。

  小行星似乎是单独行动的,它对海洋浮游生物的巨大影响可能缓和了随后的全球气候变暖,因为火山喷发又持续了30万年时间。

  浮游棕榈树

  研究报告合著作者、美国耶鲁大学古代海洋学家品塞利·赫尔(Pincelli Hull)称,在海底泥泞沉积物中取样,当小行星碰撞地球,从天而降大量微小的玻璃珠,导致带有钙质外壳的浮游生物快速灭绝。

  赫尔说:“这些浮游生物遭受小行星碰撞的严重打击,我们认为此次碰撞释放大量的硫和一氧化二氮,可能使海洋酸化溶解了浮游生物外壳,这就好比人们将一块钙质浮游生物残余物组成的粉笔扔入醋中,然而,海洋并没有那么酸,所以浮游生物外壳溶解速度会慢很多,也不会产生气泡。

  相同的沉积物揭示了全球气温是如何随着时间而变化,赫尔解释称,这种变化应该反映出德干火山释放气体产生的任何重大影响,其中包括二氧化碳。

  赫尔说:“我们在深海发现的泥浆样本的粘稠度堪比牙膏,它不是由岩石构成,不像我们在陆地上熟悉的泥浆,而是由石灰质浮游生物的微观化石构成,这些浮游生物死后会降落到海底沉积下来。仅识别海洋沉积物不同层次中的浮游生物,就可以对当时的海洋气候进行对比分析,有些物种相当于在北极海洋发现棕榈树。但是这些浮游棕榈树的外壳化学成分包含着更多信息。”

  海洋温度变化会影响浮游生物体内碳氧同位素,通过结合从世界各地收集的深海泥浆数据,研究人员可以重建全球温度在几十万年里是如何变化的。

  气候剧变之前

  研究人员使用方程式设计了一种最新计算机模型,能够捕捉地球不同时期(包括现在)的温度变化和碳循环之间的关系。

  2019年2月,《科学》杂志发表的两项研究报告使持续40年的科学争议再次点燃,其中最可靠的假设是:德干高原的温室气体要么是在白垩纪末期物种大灭绝之前的20-30万年前释放出来,要么是在白垩纪末期物种大灭绝前后释放出来。美国佛罗里达大学地质年代学家考特尼·斯普雷(Courtney Sprain)在研究论文中首次暗示后一种假设更有科学依据。

  斯普雷说:“看到之前的假设理论与我们的最新研究相符,我当然非常兴奋,2019年两项研究都考虑到当小行星碰撞地球之后大量气体喷发出来。”

  但两个研究报告的主要区别是地质年代学家布莱尔·舍尼(Blair Schoene)提出的,在物种大灭绝事件之前的10万年时间里,火山活动频率喷发,该喷发频率可能破坏了环境,并与小行星碰撞地球一起对地球物种构成全球性毁灭。

  但是最新计算机模拟并不支持这个假设,该模型结果显示,在小行星碰撞地球之前,全球气温已经开始降温。

  科学家对物种大灭绝前后释放多少气体仍有置疑,在物种大灭绝之前大约20万年,他们观察距离小行星碰撞地球最近的一个温暖时期,发现地球气温升温峰值曾达到2摄氏度,另一个不太明显的气候转暖现象发生在小行星碰撞地球之后20万年。

  耶鲁大学地球化学家、该气候模型共同创始人唐纳德·彭曼(Donald Penman)称,气候转暖趋势减弱并不一定意味着德干高原火山释放气体减少,也许有一个更加有趣的解释。

  彭曼说:“在大多数钙质浮游生物灭绝之后,该模型表明,它们本来会在外壳中积累的化合物可使海洋吸收更多的火山二氧化碳气体,降低全球转暖趋势影响。”

  英国布里斯托尔大学古微生物学家希瑟·伯奇(Heather Birch)认为,在小行星碰撞地球之后,浮游生物的成分出现差异,这可能影响碳吸收。仅有一小部分浮游生物会变成化石,所以我们需要更多的研究来分析大量二氧化碳是如何被吸收的。

  但是考虑到当前海洋再次出现酸化,这一次是由于人类造成的二氧化碳增加,另一场大规模钙质浮游生物灭绝能让我们免遭最糟糕的气候变化吗?

  赫尔表示,白垩纪末期浮游生物灭绝之后,温度上升了数千年,海洋才开始吸收更多的二氧化碳,但与人类社会相关的时间尺度上,这意味着未来人类将面临着数千年时间的气候剧变。(叶倾城)

小行星浮游生物
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