恐龍滅絕，再尋真兇

張唯誠

在地質時代的某一刻，地球上絕大多數動物和植物滅絕了。這樣大規模的謀殺是誰干的？當時發生了什么？為了獲取答案，科學家展開了調查，結果在地下找到了“兇手”留下的“腳印”：一種獨特的地層，處于白堊紀和早第三紀之間。在那里，此前豐富的化石突然消失了。這樣的地層形成于距今6600萬年前，科學家稱之為“K-Pg邊界”。通過研究K-Pg邊界，人們知道當時有3/4的動植物滅絕了，其中就包括恐龍。

多少年來，對于恐龍的滅絕，科學家提出了種種假設，有的說是全球性的瘟疫所致，有的說是超新星爆發所致。1980年，科學家宣布說，他們在全球很多地方的K-Pg邊界地層中發現了大量銥。

在地殼中，銥元素非常稀少，然而在小行星和其他太空巖石中，銥卻大量存在。于是，K-Pg 邊界地層中的銥與大量化石的突然消失被認為事出有因，人們認為那些銥應該來自太空。這成了首個證明是一顆小行星或者彗星殺死了恐龍的有力證據。然而，人們還缺少另外一個證據，那就是隕石坑。

11年后，大量撞擊碎片把人們引向了加勒比海，科學家終于在那里找到了隱藏在水下的確鑿證據，這就是希克蘇魯伯隕石坑，躺在緊依墨西哥尤卡坦半島的藍綠色的海水之下。科學家根據這個隕石坑的大小估計了當時撞擊釋放的能量，認為是1945年投到廣島的那顆原子彈釋放能量的100億倍。人們推測，當時一顆小行星或者彗星砸中了地球，地面瞬間隆起，海嘯肆虐北美，塵埃遮天蔽日，大量動植物被埋在了碎石之下，全球陷入一片黑暗，隨之襲來的寒冷持續了數年之久。

然而，找到了隕石坑，并不等于問題就迎刃而解了。接下來的疑問是，那次撞擊是如何造成如此規模巨大的生物大滅絕，并將破壞的能量擴散到全球的呢？

現在人們知道，那次撞擊引發的爆炸和沖擊波并沒有直接造成生物的大量滅絕，真正可怕的“殺手”是隨之而來的全球黑暗。

恐怖的“黑暗殺手”

地面山崩地裂，空中狂風肆虐，碎石從天而降，大火四處燃起……撞擊揚起的煙塵遮天蔽日，并且擴散開去，形成一個巨大的“遮陽罩”，覆蓋了整個地球。

無邊的黑暗就這樣降臨地球。這樣的黑暗持續了多長時間？人們的回答很不一樣，從幾個月到幾年都有。然而，新的模擬使科學家描繪了更加接近真實的場景。這次模擬是由美國國家大氣研究中心的古氣候學家克萊·塔博爾和他的同事進行的。這些科學家建立了那次大滅絕的“數字現場”，重現了那次全球黑暗的時間和強度，是迄今有關那次撞擊如何影響地球氣候的最詳細的計算機模擬。

模擬是以重建撞擊前的地球氣候開始的。這得依賴地質學的證據，以明確遠古植物和大氣中二氧化碳的含量。然后，撞擊產生的煙塵降臨了。根據隕石坑的大小和全球性的原子塵埃環境，科學家估計，當時產生的總塵埃量有大約700億噸。這個量是驚人的，大約和211000個帝國大廈一樣重。

模擬顯示，撞擊發生2年后，沒有光能夠抵達地面，北極冰蓋向南擴展，全球氣溫迅速下降了16℃。但各地的情況并不相同，在太平洋赤道附近，氣溫下降迅猛;在內陸地區，氣溫下降比沿海地區厲害，而南極洲沿岸幾乎沒有出現氣溫下降。

撞擊發生6年后，日照程度才恢復到撞擊前的水平。又過了2年，由于撞擊產生的碳進入大氣層，它們像保溫層一樣覆蓋了地球表面，于是全球氣溫比撞擊前上升了幾攝氏度。

全球黑暗也在巖石中留下了證據。由于局部海洋的表面溫度變化改變了存在于古代微生物細胞膜中的脂質分子，這些脂質在化石中的殘留為科學家提供了一個有關氣溫變化的歷史“記錄”。比利時魯汶大學的地質學家約翰·費勒庫普在2016年6月的《地質學》雜志上發表文章說，根據對美國新澤西州化石中脂質的研究，那里的氣溫下降了3℃。這種溫度下降和黑暗的天空徹底摧毀了在碰撞中幸存下來的由動植物構成的食物體系，食物鏈發生了斷裂。這位科學家說：“黑暗使整個生態系統崩潰了。”

超級海嘯

在美國，一條連接蒙大拿、懷俄明和南達科他三個州的地帶是一個古生物的墳場，面積達幾百平方千米。那里的地下隱藏著豐富的化石，是化石搜尋者的天堂，人們稱之為“地獄溪地層”。在那里，有些恐龍的骨骼甚至露出地表，仿佛準備著隨時被人采集和研究。

羅伯特·德帕爾馬是美國棕櫚灘自然歷史博物館的古生物學家，他在這個遠離希克蘇魯伯隕石坑幾千千米的地方發現了令他吃驚的東西——海嘯留下的遺跡。

那次撞擊引發了超級海嘯，其證據人們早就發現了，然而那些證據都處于墨西哥灣附近，在遠離撞擊點的北部或者內陸從來沒有發現這樣的證據。然而，在干燥的地獄溪荒漠上，德帕爾馬卻發現了被海嘯沖擊過的清晰的遺跡，那是被激流帶來的沉積物，那些水從得克薩斯穿越北美一直沖進了北冰洋。

那些沉積物包括銥和玻璃性質的碎片，它們由因撞擊汽化了的巖石形成。沉積物中還有由海洋生物（例如蝸牛狀的菊石）形成的化石，它們也是由海嘯帶來的。然而，證據并不僅限于此。德帕爾馬說：“假如有一個火災死亡現場，破案人員該如何知道，那些死者是在大樓著火的時候死去的，還是在這之前就已經死去了呢？有效的方法就是觀察死者的肺部有沒有碳和煙塵。”

德帕爾馬也用類似的方法研究這里的古生物。他發現，這些魚鰓中存在玻璃，那是撞擊導致的結果，這說明在撞擊發生之前，這些魚還活著，撞擊發生后，海嘯將它們一直沖到這里，并壓在了碎石之下。魚鰓中的玻璃證明，這些不幸的魚是被海嘯殺死的，這是人們首次確認的直接被希克蘇魯伯撞擊殺死的受害者。

不僅僅是魚，科學家還發現了兩個種類的恐龍化石。荷蘭阿姆斯特丹自由大學的地球科學家賈恩·斯米特說：“那些恐龍一直都活著，直到海嘯襲擊了它們。在地獄溪，撞擊前的整個生態都是繁盛的，但撞擊一下子摧毀了它。”

來自地獄溪的證據證實，那里的死亡絕大多數都發生于希克蘇魯伯的撞擊之后。斯米特強調說：“我曾99%肯定它們是被撞擊殺死的。在我們發現了這些證據后，現在我的肯定是99.5%了。”

來自地下的“同謀”

然而，雖然一些科學家贊成斯米特的觀點，但另外一些持否定態度，因為新的證據又為恐龍的滅絕帶來了另外一種假說。這種假說認為，恐龍的滅絕至少有一部分原因應歸咎于來自地下的躁動。

在希克蘇魯伯撞擊發生之前，在地球的另一邊，一個和撞擊并不相同的災難之源已經存在了很長時間。在那個時候，印度還是一塊獨立的大陸，靠近馬達加斯加，那里的德干火山噴出了130萬立方千米的熔巖和碎石。假如把這些噴出物堆積在阿拉斯加州，它們會把世界上最高的摩天大樓掩埋進去。

科學家通過研究德干火山噴出物中的晶體物質確定了火山噴發的年代，顯示大部分噴發比希克蘇魯伯撞擊早25萬年。但撞擊發生后，噴發又延續了50萬年，這表明德干火山的噴發和大滅絕的高峰期是一致的。

這種時間上的一致使一些人開始覺得希克蘇魯伯撞擊并非大滅絕事件的“主犯”。美國普林斯頓大學的古生物學家杰爾塔·凱勒說：“對地球上的生命來說，德干火山的噴發要比一次撞擊危險得多。”

就像銥成了希克蘇魯伯撞擊的“標志物”一樣，德干火山也有它的“標志物”， 那就是汞。

在大自然中，絕大多數汞來自火山爆發。人們認為，德干火山總共噴發了9900萬至17800萬噸汞，而希克蘇魯伯的撞擊僅僅釋放很小一部分汞。

一個研究小組在一個地層中發現了大量汞，而這個地層顯示的年代處于希克蘇魯伯撞擊之前。與此同時，科學家還在相同的地層中發現了變成化石的浮游生物的殼，那些殼并不是健康的，它們又薄又脆，而它們所處的時代正是恐龍生活的時代。這些科學家將他們的發現發表在2016年2月的《地質學》雜志上。科學家解釋說，那樣的殼表明德干火山釋放了過多的二氧化碳，這對海洋生物造成了傷害，因為海水的酸化越來越嚴重了，這使得海洋生物不得不用越來越多的能量去制造自己的殼。當酸化過于嚴重時，這些浮游生物就很難生存了，而浮游生物是海洋生態的基礎，它們的消亡沖擊了整個海洋食物鏈。

連鎖反應

現在人們知道，德干火山的噴發至少還沖擊了南極洲的部分地區。科學家分析了來自南極大陸西摩島的29種類似蚌蛤的甲殼類動物，它們甲殼中的化學物質會因當時溫度的不同而呈現變化，這使得科學家能夠大致獲得一個在恐龍滅絕期間（大約350萬年間）西摩島氣溫的變化記錄。在2016年7月的《自然通訊》上，這些科學家發表觀點說，德干火山開始噴發后，大氣中二氧化碳的含量就出現增高，南極局部氣溫大約上升了7.8℃。

大約15萬年后，第二次氣溫升高就伴隨著希伯蘇魯克的撞擊出現了，這兩次氣溫升高又和西摩島上的生物滅絕率升高是一致的。科學家因此認為，在撞擊發生前，當時的植物和動物就已經因德干火山的噴發而處在壓力之下了。接下來，撞擊發生了，生物的災難被推到了頂點。美國密歇根大學的地球化學家賽拉·彼得森說：“不論是火山還是撞擊，它們都造成了某種程度的滅絕，這次大規模的災難是兩者共同造成的。”

然而，也有科學家提出了另外一種可能。他們猜測，恐龍在同一時間里遇到兩個致命的災難，這也許并不僅僅是壞運氣造成的，因為撞擊和火山有可能是相互聯系的。現在人們知道，地震過后經常會出現火山噴發，這種情況在1960年就發生過。那一年，位于智利的普耶韋-科登·考列火山附近發生了里氏9.5級地震，兩天后，這座火山就噴發了。有科學家認為，希克蘇魯伯撞擊有可能引發更大的地震，甚至可能達到里氏10級以上。科學家推測，也許撞擊引發的地震加劇了德干火山的噴發，這是一次“連鎖反應”。

恐龍滅絕的真相究竟如何，看來目前依然沒有明確的答案。撞擊和火山似乎在同一時間以類似的方式摧毀了恐龍和其他生物，但各自的作用究竟怎樣界定仍不明朗。美國得克薩斯大學的地球物理學家肖恩·古克利說：“確定兩者在這件事上發揮了怎樣不同的作用并不容易，至少在現在，這依然是一個謎。”