解開(kāi)三疊紀(jì)滅絕的謎團(tuán)

■紀(jì)舟

解開(kāi)三疊紀(jì)滅絕的謎團(tuán)

■紀(jì)舟

在 2億余年前的三疊紀(jì)末期，大量物種滅絕，造成恐龍主宰地球的時(shí)代。這個(gè)巨變的原因至今未明，研究者仍在努力拼湊出歷史的全貌。

保羅·歐爾森與丹尼斯·肯特來(lái)到英國(guó)韋爾斯南部一處荒蕪的海岸。兩人在一旁的泥地停車，雨滴開(kāi)始落下，遠(yuǎn)處有雷聲低鳴。兩位地球科學(xué)家一面嘀咕著抱怨英國(guó)的天氣，一面扛起帆布背包，走下濕滑的小路，準(zhǔn)備迎接另一個(gè)濕冷的午后。他們還要繼續(xù)尋找關(guān)于2億年前的蛛絲馬跡，探究當(dāng)時(shí)為何有多數(shù)地球生物滅絕，讓恐龍接管世界。

人類已清楚知道恐龍當(dāng)初如何滅絕，墨西哥尤卡坦半島希克蘇魯伯附近的一處行星撞擊遺跡里，便記錄了6500萬(wàn)年前的巨大事件，那個(gè)事件導(dǎo)致了恐龍時(shí)代的落幕，哺乳類時(shí)代的崛起。

歐爾森與肯特均任職于美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的拉蒙·朵荷第地球?qū)嶒?yàn)室。他們一直有這樣一種推測(cè)：希克蘇魯伯的歷史可能一再重演，假設(shè)在1.35億年前，可能有另一顆小行星撞擊地球，導(dǎo)致三疊紀(jì)后期多數(shù)動(dòng)植物死亡，才讓恐龍?jiān)谥蟮馁_紀(jì)時(shí)期（距今2億年前～1.45億年前）內(nèi)不斷蔓延，發(fā)展出巨大的身軀，主宰著整個(gè)地球，直至下一次巨大撞擊災(zāi)害發(fā)生。

三疊紀(jì)末期必然曾有大事發(fā)生，因?yàn)樵诙潭處浊甑臅r(shí)間內(nèi)，半數(shù)已知的生物都在化石記錄中消失，20%的海洋生物突然不見(jiàn)蹤影，包括所有形貌如鰻的錐齒類動(dòng)物。陸棲生物的絕跡情況更嚴(yán)重。那不僅是地球史上少見(jiàn)的大規(guī)模的滅絕事件，由于時(shí)代久遠(yuǎn)，人類所知也最為有限。歐爾森指出，“人類只知道在三疊紀(jì)與侏羅紀(jì)之間確曾發(fā)生過(guò)大規(guī)模滅絕事件，無(wú)論起因?yàn)楹危俣缺厝缓芸欤斐纱蠖鄶?shù)生物來(lái)不及適應(yīng)與演化，從而響應(yīng)變化”。

現(xiàn)在，多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為這次的滅絕事件起因于盤古大陸開(kāi)始裂解，引發(fā)大量火山活動(dòng)，并且連續(xù)爆發(fā)創(chuàng)造出巨大的“中大西洋巖漿省”。加拿大地質(zhì)學(xué)家格雷戈里·麥洪長(zhǎng)期獨(dú)立研究此事，企圖建立具有公信力的模型，說(shuō)明火山噴發(fā)確實(shí)導(dǎo)致三疊紀(jì)末期的物種滅絕事件。他表示，“當(dāng)時(shí)火山活動(dòng)的規(guī)模是人類歷史記錄的數(shù)千倍”。

1783年，冰島拉奇火山爆發(fā)形成洪流玄武巖，火山噴出大量硫黃霾霧讓地球溫度下降，大片谷物死亡，人類饑荒嚴(yán)重。據(jù)麥洪估計(jì)，這一災(zāi)難造成600萬(wàn)人喪生。這次事件讓科學(xué)家有機(jī)會(huì)試想三疊紀(jì)末期的情況多么惡劣：拉奇火山當(dāng)年僅噴發(fā)出15立方千米的玄武巖，而中大西洋巖漿省的噴發(fā)量高達(dá)200萬(wàn)立方千米以上，大量的硫黃霾霧、二氧化碳及甲烷令氣溫劇烈起伏，海水酸度因而提高，甚至缺氧；伴隨著的閃電引燃龐大火勢(shì)，許多生物無(wú)法承受接連而來(lái)的變化。

雖然歐爾森與肯特也認(rèn)為這項(xiàng)理論的可能性很高，但這一理論仍然未能回答諸多問(wèn)題，包括為何滅絕現(xiàn)象如此突然、蕨類增生又該做何解釋等。

肯特表示，在天災(zāi)之后，蕨類通常最先出現(xiàn)，“至少在美國(guó)境內(nèi)，若分析化石記錄，約莫在物種大量滅絕之時(shí)、洪流玄武巖噴發(fā)之前，蕨類數(shù)量就突然大增”。至于在世界其他地區(qū)的資料中，滅絕現(xiàn)象與最早期玄武巖層重合，年代相隔僅在誤差范圍內(nèi)。

肯特指出，“若要解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)，唯一的方式只有制作盡可能精細(xì)的時(shí)間表，收羅全球各地事件的順序”。歐爾森與肯特為此踏遍全球，包括美國(guó)、加拿大、中國(guó)、德國(guó)、意大利、奧地利、摩洛哥，接著抵達(dá)英國(guó)韋爾斯。

20余年來(lái)，歐爾森都在思索三疊紀(jì)末期生物滅絕的原因，但小行星撞擊理論的一大缺點(diǎn)在于，直到近期為止，從沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)在那段時(shí)間里有小行星撞擊的證據(jù)。2010年，法國(guó)與德國(guó)合組的研究團(tuán)隊(duì)曾前往法國(guó)西部的羅舍舒亞地區(qū)，重新判定當(dāng)?shù)匦行亲矒暨z址的年份（過(guò)去認(rèn)為撞擊發(fā)生在距今2.14億年前，但修正后為1.99億年～2.03億年前，與估計(jì)2.014億年前的三疊紀(jì)物種滅絕時(shí)期有重合）。

這一研究團(tuán)隊(duì)還指出，寬達(dá)2000米的小行星撞擊地球，秒速超過(guò)25千米，造成巨大震波，或許能解釋英國(guó)西部三疊紀(jì)末期的石灰?guī)r及頁(yè)巖上為何出現(xiàn)不明波紋。這些沉積物的年份也與物種大規(guī)模滅絕的時(shí)間相仿，歐爾森表示，“耳聞此事后，我就認(rèn)為該到現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)觀察”。

歐爾森也在韋爾斯一步步重建三疊紀(jì)世界的樣貌，例如猴尾蜥的頭部像鳥(niǎo)、手臂很長(zhǎng)、尾巴有握力，或是貌似鱷魚的生物爬行時(shí)如狗，又或是熱帶淺海里滿是鯊魚，后來(lái)全都突然消失。

歐爾森與肯特對(duì)這段歷史的興趣源于1968年，當(dāng)時(shí)他們年僅14歲，居住于美國(guó)新澤西州。只要聽(tīng)說(shuō)附近采石場(chǎng)發(fā)現(xiàn)恐龍足跡，他們便騎著單車前往，搜集四處散落著化石。進(jìn)入中學(xué)二年級(jí)時(shí)，他們已經(jīng)收集到數(shù)千件爬蟲(chóng)類化石與足跡，橫跨三疊紀(jì)晚期至侏羅紀(jì)早期。

歐爾森與肯特如今前往英國(guó)的韋爾斯，也同樣不脫當(dāng)年的學(xué)生氣息，兩人會(huì)在十字路口爭(zhēng)論方向，到超市買塑料袋裝石塊樣本，使用自行改造、裝電池的鉆頭采取重要地層的樣本，甚至因?yàn)榛氐矫袼迺r(shí)滿腳泥濘而遭到女主人怒斥。

兩位科學(xué)家在韋爾斯不畏雷雨，直接著手工作。歐爾森走到懸崖底部，指著及腰的石灰?guī)r層表示，“這里就是生物滅絕的界線”。那里只不過(guò)是另一條石灰?guī)r層，不時(shí)有紫色小花點(diǎn)綴，尋常民眾根本看不出端倪，但若仔細(xì)檢視，就會(huì)看到填滿沙子的裂痕以及各種形狀不規(guī)則的沉淀物，可能是海嘯或大地震所致。

歐爾森指出，英國(guó)各地的三疊紀(jì)晚期地層都有共同的傾斜角度，源頭仿佛來(lái)自法國(guó)的羅舍舒亞。

羅舍舒亞隕石坑形成那天，附近區(qū)域必然深受震撼，研究人員估計(jì)，當(dāng)時(shí)的震級(jí)最高達(dá)11.5，釋放出的能量是人類歷史上最大地震的百倍。

倫敦帝國(guó)學(xué)院的地球科學(xué)家科林斯估計(jì)，當(dāng)時(shí)地震是很劇烈，但規(guī)模可能沒(méi)那么大，只相當(dāng)于1兆噸TNT炸藥的爆炸當(dāng)量。那么，在當(dāng)時(shí)的韋爾斯地區(qū)會(huì)發(fā)生什么情況呢？縱然羅舍舒亞與韋爾斯相距600千米以上，當(dāng)?shù)匾矔?huì)遭遇如颶風(fēng)等級(jí)的強(qiáng)風(fēng)及大量落石。

那些落石或許帶有當(dāng)時(shí)的化學(xué)特征，并且留存在沉積層內(nèi).英國(guó)牛津大學(xué)的赫塞波與肯·阿默爾此次也前往韋爾斯，與歐爾森及肯特一起采集樣本，并用大型光譜儀進(jìn)行分析，測(cè)量鉻同位素以及尋找隕石特有的化學(xué)元素。歐爾森會(huì)把樣本送至另一所實(shí)驗(yàn)室，搜尋其他能證明隕石撞擊的證據(jù)。

若能在韋爾斯及其他地區(qū)的三疊紀(jì)末期巖層內(nèi)找到來(lái)自外層空間的化學(xué)元素，便可以首次確切證實(shí)隕石撞擊與物種滅絕的關(guān)聯(lián)。但二者的時(shí)間縱然有巧合，也無(wú)法證明隕石撞擊即為物種滅絕的起因，歐爾森表示，“也許兩件事同時(shí)出現(xiàn)，彼此卻沒(méi)有因果關(guān)系”。

況且單憑羅舍舒亞隕石坑當(dāng)初的撞擊力道，恐怕也不足以造成全球生物大量滅絕。這個(gè)寬度25千米的隕石坑，原本也許有四五十千米，但相較于墨西哥希克蘇魯伯那處寬180千米的隕石坑，只是小巫見(jiàn)大巫。科林斯指出，“據(jù)我們估計(jì)，羅舍舒亞隕石撞擊事件對(duì)全球環(huán)境影響的程度其實(shí)很小”。

歐爾森表示，目前要確切判斷羅舍舒亞隕石撞擊事件對(duì)地球的影響層面，尚且言之過(guò)早，還需要自世界各地收集更多三疊紀(jì)末期遺址的資料。光是2011年，他已跨海三次，前往英國(guó)及摩洛哥收集樣本，不只尋找沉積層里的星際撞擊痕跡，還要搜尋其他跡象，例如其他化學(xué)元素，希望能夠串聯(lián)出物種滅絕與中大西洋巖漿省之間的關(guān)系。歐爾森指出，這些資料都將幫助研究團(tuán)隊(duì)辨別世界各地事件的相對(duì)時(shí)序，重建歷史經(jīng)過(guò)與生物反應(yīng)的全貌。

他認(rèn)為在歷史洪流之中，羅舍舒亞或許只是“其中一個(gè)碎片”，或許當(dāng)時(shí)前后還有多顆隕石撞擊，但羅舍舒亞是連續(xù)火山爆發(fā)后，壓垮生物圈的最后一根稻草；但也可能先發(fā)生隕石撞擊事件，重挫生態(tài)系統(tǒng)后，繼而發(fā)生火山爆發(fā)，生物銳減。

在韋爾斯的濕冷天氣中完成一天工作后，歐爾森表示，要找到答案仍需時(shí)間，“一切沒(méi)有快捷方式，但我相信人類終能拼湊出圖像，了解遠(yuǎn)古時(shí)期發(fā)生的事件與原因”。

（張小寧插圖）