恐龍滅絕是因為火山爆發還是小行星撞擊？海洋生物化石給出了答案

上一次世界末日時，也就是6600萬年前，地球上同時出現了兩大災難：

在我們這顆星球的一側，一顆任性的小行星彷彿鐵錘般墜落，穿過尤卡坦半島的邊緣，重重地砸進地殼。

小行星撞擊地球

大約同一時間，100萬立方千米的熔岩從地表噴薄而出，向大氣中釋放出大量二氧化碳和硫磺，引起了氣候的巨大變化，也形成了今天位於印度的德干地盾。

德干地盾

世界各地的岩層記錄和展示了接下來發生的事情。

部分鳥類倖存下來，而恐龍則無一例外地遭受了滅頂之災。儘管尼斯湖水怪的傳説仍在繼續，但蛇頸龍類也在那一刻滅絕了。

但是，由於小行星撞擊的時機和火山爆發的時間過於接近，地質學家們一直以來都在爭論，這場大屠殺的罪魁禍首到底是誰。這場辯論愈發激烈，以至於有人稱這場辯論為“科學中最持久的爭論”。

直到最近，耶魯大學古生物學家平切利·赫爾（Pincelli Hull）才加入到這場爭論中。她的研究領域是海洋浮游生物化石。這一領域認為，小行星撞擊是白堊紀-第三紀滅絕事件的唯一兇手。

相比這場爭論，平切利·赫爾更關注的是研究在這場大事件後，物種是如何復興的。

正如赫爾所説：“在不參與任何爭論的情況下仍然有很多研究可以做”。

今年早些時候，平切利·赫爾開始研究恐龍滅絕的原因

隨着時間的推移，情況發生了變化。一位古生物學家認為，小行星和火山活動都是罪魁禍首。“我當時感覺很惱火，”赫爾説。“這不是你的研究領域，你為什麼要來插手這一話題？”

但是，她很快意識到，針對這一滅絕事件，很多研究人員都認為火山理論是有潛在可能性的，並非僅僅是少數人的觀點。

於是，赫爾也開始接觸這個話題。這些科學家中的很多人都在研究一種準確的方法，以計算德干地盾形成的確切時間，而她也想了解這些科學新發現的證據。

研究人員早已達成共識的是，德干地盾形成於小行星撞擊後的幾百萬年內。

在2015年，普林斯頓大學的一個研究小組發現，熔岩在撞擊前25萬年左右開始從地球上噴出，並在撞擊後持續了50萬年。

火山爆發，引起了氣候變化

而根據他們去年最新的估計，熔岩最猛烈的噴發發生在撞擊前幾萬年（來自伯克利大學的研究團隊則認為最猛烈噴發發生在撞擊很短的時間內）。

這個問題看似是在爭論模糊的時間概念，但其實意義重大：如果德干地盾是在小行星撞擊前就開始釋放熔岩和氣體，那麼至少隨後的一部分屠殺可以歸因於火山噴發帶來的氣候變化。

赫爾説：“這讓我開始思考：這是一個懸而未決的問題。”很快她就開始付諸實踐。

赫爾領導了一項全球合作項目，並在今年初公佈了一個確定的時間表，記錄了小型海洋化石中記錄的這場災難。該團隊追蹤了全球氣温那一時間段內的變化。

赫爾發現，地球在撞擊前確實變暖過，但在撞擊前又出現了冷卻的情況。雖然氣候變暖事件似乎與海洋生物大規模滅絕關聯性不強，但超過90%的浮游生物物種在小行星撞擊後突然消失。

研究表明，德干地盾的主要影響是讓那些在世界末日中倖存的物種如何生存下去，而非導致了滅絕本身。

赫爾在耶魯皮博迪自然歷史博物館任助理館長

在Quanta雜誌的採訪中，赫爾講述了她對於那場大災難的看法。

這場災難通常被稱為“白堊紀-第三紀滅絕事件”，是地球歷史上的一次大規模物種滅絕事件，發生於中生代白堊紀與新生代第三紀之間，約6550萬年前，滅絕了當時地球上的大部分動物與植物，包含恐龍在內。

在白堊紀與第三紀的地層之間，有一層富含銥的黏土層，名為K-T界線。

恐龍（不包含鳥類）的化石僅發現於K-T界線的下層，顯示它們在這次滅絕事件發生時（或之前）迅速滅絕。有少部份恐龍化石發現於K-T界線之上，但這些化石被認為是因為侵蝕等作用，而被帶離原本的地點，然後沉積在較年輕的沉積層。

除了恐龍以外，滄龍科、蛇頸龍目、翼龍目、以及多種的植物與無脊椎動物，也在這次事件中滅絕。哺乳動物與鳥類則存活下來，並輻射演化，成為新生代的優勢動物。

以下為採訪內容：

你從小就喜歡恐龍嗎？

我不得不承認，當我還是孩子時，我一點也不痴迷於恐龍。

我很晚才開始瞭解恐龍。我來自俄亥俄州，小時候沒見過大海。我記得我第一次看到海洋，看着浮游生物，在放大鏡下看着水裏的東西，被這些奇異的生物所震驚。

此後，我考上了研究生院，研究現代海洋生態系統，也就是從那時開始，我才開始研究物種的大規模滅絕。

在耶魯大學環境科學中心的赫爾

聽説你高中時曾輟學去航海？

這件事發生的根源是，我是一個長期拖延者。當我本應該做高中項目時，我卻在網上搜索如何環遊世界。

然後，我就離開了高中大約半年時間，去到伍茲霍爾的海洋教育協會，參加海洋學、海洋歷史和文學的培訓。

我還坐了快艇出海，我簡直太愛這種體驗了，連大學都不想上。當時我的父母問，能不能去嘗試着上一個學期的大學？

我當時想：我不要，我寧願當一名水手。但後來我還是去大學上了一個學期的課，然後決定堅持學業。

一開始你的專業是研究現代的生態系統，後來轉而研究6600萬年前的物種滅絕，這個巨大的跳躍合乎邏輯嗎？

人們一直在想，我們現在是否處於物種大規模滅絕的進程之中。距離我們最近的物種大規模滅絕是K-T大滅絕，其影響是巨大的，直到現在我們都可以看到它留下的痕跡。

我研究最近的物種大規模滅絕的另一個原因是，如果你把研究年代再向前推移，化石的數量會成倍減少，因為那時候的世界基本上是一個巨大的岩石回收廠。

赫爾和同事從深海沉積物中收集的大量微生物化石

在海底尋找這個時期的化石樣本很困難？

是的，通常樣本取回來時，我們找到的不過是一管棕色的泥漿，要麼就是一管灰藍色的泥漿。

但是，當你挖到來自K-T邊界的石核時，它彷彿在對我發出刺耳的叫聲。這種感覺實在太棒了。

有什麼挖出來的石核令你印象深刻嗎？

我在2012年出海時，鑽到了一個特別棒的K-T邊界地帶，我們很興奮，因為得到的樣本很漂亮，而且保存完好。

我整晚沒睡，和我的一些朋友一起沿着這個K-T邊界採集了不少樣品。我們做了大量的化學成分研究，包括碳和氧同位素分析。

最後我們拿到了世界上最無聊的記錄。

為什麼説記錄很無聊？

無聊的原因是，你彷彿在閲讀數百萬年的白堊紀晚期的歷史。

你看到一會兒氣候變暖，一會兒天氣會變冷，冷暖不斷交替。但實際上沒有什麼有意思的。然後小行星撞擊發生，之後所有的記錄都化為烏有。

這段無聊的歷史中唯一有趣的是，我們在K-T邊界前確實發現了一些火山活動，它們在記錄上顯示為輕微的氣候變暖和冷卻。

但這沒什麼特別值得一提的，唯一真正讓你能驚喜地跳起來的是這件事情帶來的影響。深海里一切都彷彿瘋了一樣。

許多帶有碳酸鈣殼的浮游生物，在K-T邊界時滅絕，這表明海洋由於小行星撞擊而迅速酸化

你證實之後就把這件事情放下了？

是的，在完成這些工作之後，我繼續做其他研究。

2019年，有兩篇論文發表：他們給德干地盾下了兩個不同的地質計時，講述了兩個不同版本的故事，主要的關注點在於熔岩的主要脈衝是什麼時間開始的。

普林斯頓大學的研究人員説，它開始於撞擊之前；伯克利大學的研究團隊説，它開始在撞擊之後。

我意識到屬於我的時刻來了。我可以用我的海底數據來實際測試這兩個假設。

你發現了什麼？

我們在這項研究中查看的數據實際上是温度數據。然後，我們運行了一堆碳循環模型，以嘗試模擬這些温度記錄。

如果在撞擊之前有火山活動，碳循環必須停止於火山活動的約20萬年前，才能重現我們看到的温度。而如果你看看在那個時候的物種情況，會發現沒有大滅絕的跡象。

生態系統確實對這種變暖做出反應，這可能是由於火山活動，但它們在撞擊之前也回到了正常的基線。

來自海洋的證據表明，小行星撞擊導致了最後的大規模滅絕

【來源：造就】

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