在導(dǎo)致非鳥類恐龍死亡的大滅絕事件中，翼龍正飛過(guò)一片火山地貌。
繪制：STOCKTREK IMAGES, NAT GEO IMAGE COLLECTION
撰文：TIM VERNIMMEN
6600萬(wàn)年前，一顆巨大的小行星撞擊地球，在尤卡坦半島，也就是今天的墨西哥小鎮(zhèn)?？颂K魯伯，留下了直徑超過(guò)177公里的隕石坑。死亡瞬間籠罩整個(gè)星球。5萬(wàn)立方公里的物質(zhì)被拋向空中，從而導(dǎo)致了持續(xù)幾十年的冬季和酸化的海洋。當(dāng)一切再次恢復(fù)正常，包括很多恐龍?jiān)趦?nèi)，地球上四分之三的物種都死去了。
但就事后的結(jié)果來(lái)看，這倒也不全是壞事。
由36名科學(xué)家參與的國(guó)際合作研究表明，在白堊紀(jì)末期的這次大滅絕中，海洋起到了緩和作用：在小行星撞擊地球的同時(shí)，世界各地的火山正大規(guī)模噴發(fā)。古代印度，即德干地盾的火山高原釋放出大量溫室氣體，海洋吸收了其中的一些，抑制了全球變暖，否則那些在小行星撞擊后幸存的早期哺乳動(dòng)物和其他物種也會(huì)遇到麻煩。
多項(xiàng)研究顯示，當(dāng)小行星撞擊地球的時(shí)候，這次史詩(shī)級(jí)火山噴發(fā)已經(jīng)持續(xù)了40萬(wàn)年，一些科學(xué)家認(rèn)為，火山氣體可能也與大滅絕有關(guān)。但根據(jù)對(duì)當(dāng)時(shí)全球氣溫的最新估測(cè)，大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)似乎不太可能導(dǎo)致恐龍滅絕。這項(xiàng)研究發(fā)表于1月16日《科學(xué)》雜志。
小行星才是幕后黑手：它給海洋浮游生物帶來(lái)了巨大的影響，緩和了后面的全球變暖幅度，因?yàn)榛鹕絿姲l(fā)又持續(xù)了30萬(wàn)年。
浮游生物的秘密
研究合著者、耶魯大學(xué)的古生物海洋學(xué)家Pincelli Hull說(shuō)，根據(jù)海底泥濘的沉積物樣本，長(zhǎng)有鈣質(zhì)殼的浮游生物突然消失的同時(shí)，小行星撞擊地球并落下一層小顆粒。
“由于小行星撞擊對(duì)這些物種的影響最大，我們認(rèn)為，撞擊釋放的硫和一氧化二氮導(dǎo)致了海洋酸化，從而溶解了它們的外殼，”Hull說(shuō)。這就像把一支粉筆（成分類似浮游生物的鈣質(zhì)殘?。┤舆M(jìn)醋里。當(dāng)然，海洋的酸度沒(méi)有那么強(qiáng)，所以浮游生物的外殼溶解的速度會(huì)慢得多，而且也沒(méi)有氣泡。
這些沉積物也告訴我們，隨著時(shí)間推移，全球氣溫發(fā)生了怎樣的改變。Hull解釋說(shuō)，這種變化可以反映出，德干地盾的火山釋放出的氣體（包括二氧化碳）帶來(lái)重大影響。
“樣本中那些來(lái)自深海的細(xì)泥漿，其稠度簡(jiǎn)直和牙膏不相上下，”Hull說(shuō)：“它與陸地上我們熟悉的泥漿不一樣，不是由巖石構(gòu)成的，而是鈣質(zhì)浮游生物的微觀化石。它們死后，紛紛落到了海底?！?/p>
僅分析海底沉積物各層中的浮游生物，就可以了解當(dāng)時(shí)的海洋氣候，有一些物種“的價(jià)值相當(dāng)于在北極發(fā)現(xiàn)了棕櫚樹”，Pincelli說(shuō)。
而外殼的化學(xué)成分則包含了更多信息。
海洋溫度會(huì)影響浮游生物選擇哪種碳和氧的同位素融入保護(hù)殼。研究人員把從世界各地收集的深海泥漿數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，重建了全球氣溫在幾十萬(wàn)年里的變化情況。
未來(lái)的劇變
為此，研究人員采用了一個(gè)計(jì)算機(jī)模型，用方程式計(jì)算各個(gè)時(shí)期地球溫度變化和碳循環(huán)之間的關(guān)聯(lián)，也包括現(xiàn)在的情況。
去年2月，《科學(xué)》雜志發(fā)表了兩項(xiàng)研究，一場(chǎng)持續(xù)了40年的爭(zhēng)論再次引起關(guān)注，而這個(gè)模型幫助解決了這場(chǎng)爭(zhēng)論。
最有可能的情況是這樣的：德干地盾溫室氣體釋放出來(lái)的時(shí)間，要么是在白堊紀(jì)末期大滅絕前20萬(wàn)至35年，要么是在滅絕前后。佛羅里達(dá)大學(xué)的地質(zhì)年代學(xué)家Courtney Sprain和同事在發(fā)表于去年2月的論文中，首次暗示兩種可能性的概率一樣。
“看到這項(xiàng)研究支持我們的發(fā)現(xiàn)，我很激動(dòng)，”Sprain說(shuō)，去年的兩項(xiàng)研究都認(rèn)為，一半的氣體是在小行星撞擊后噴發(fā)出來(lái)的。但地質(zhì)年代學(xué)家Blair Schoene則提出了不同的看法：他提出，火山活動(dòng)發(fā)生于滅絕事件之前的10萬(wàn)年里，導(dǎo)致環(huán)境被破壞，再加上小行星撞擊，全球物種遭到毀滅性打擊。
新的計(jì)算機(jī)模型不支持這種假設(shè)，它認(rèn)為，在小行星撞擊地球之前，全球氣溫已經(jīng)下降。
但問(wèn)題還沒(méi)有解決：大滅絕前后，共釋放出了多少氣體？看看距離小行星撞擊最近的明顯升溫時(shí)期，那是在大滅絕前20萬(wàn)年前，升溫幅度最高約2度。另一次不那么明顯的升溫則是在大滅絕后大約20萬(wàn)年。
但耶魯大學(xué)的地球化學(xué)家、新模型的共同創(chuàng)建者Donald Penman表示，升溫幅度不那么高，并不意味著德干地盾的火山釋放出的氣體會(huì)減少。這背后也許還有一個(gè)更有意思的解釋。
“這個(gè)模型顯示，在大部分鈣質(zhì)殼浮游生物滅絕后，它們用來(lái)打造外殼的化合物不斷累積，海洋因此吸收了更多火山釋放的二氧化碳，從而減輕了全球變暖的影響?！?/p>
英國(guó)布里斯托爾大學(xué)的微體古生物學(xué)家Heather Birch沒(méi)有參與建模，她也同意在小行星撞擊地球后，浮游生物的組成出現(xiàn)了很大變化，這可能影響了碳的吸收。但Birch警告說(shuō)，“只有一小部分浮游生物會(huì)變成化石，我們需要更多研究才能了解大量二氧化碳是如何被吸收的”。
現(xiàn)在人類造成二氧化碳濃度上升，海洋再次酸化，氣候變化每況愈下，還會(huì)出現(xiàn)拯救我們的鈣質(zhì)殼浮游生物大滅絕嗎？
Hull說(shuō)，不要太緊張。在白堊紀(jì)末期浮游生物滅絕后，到海洋開始吸收更多的二氧化碳，這之間的幾千年里氣溫一直在上升。而在人類社會(huì)的時(shí)間尺度上，這意味著我們將迎來(lái)數(shù)千年的劇變。
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