如何看待英国研究称小行星撞击地球是恐龙灭绝主因?
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谢逸先生这么晚的邀请,我要睡觉,哈哈,那就长话短说。
挺有意思,该研究支持小行星撞击带来的漫长冬季就足以灭绝所有恐龙(非鸟类),而大约同时发生的火山爆发(印度的德干暗色岩)并不能摧毁恐龙的栖息地,反而能缓解严寒,有助于促进生态圈的恢复。也就是说,德干暗色岩可能是6600万年前大灭绝事件的救世主。
很多人看到这则新闻第一反应就是:”我穿越了???”
的确,在大众的认知里,早就已经把恐龙灭绝和小行星撞地球锁死了,许多科学家也都同意小行星是灭绝事件的主因。
但在小行星落地前,印度地区就已经有着持续且强烈的火山爆发,不断地释放出大量二氧化碳和二氧化硫,鉴于近五亿多年来最大规模的灭绝事件就是始于大型火山爆发(二叠纪末的西伯利亚暗色岩),所以存在另一种声音——在小行星撞击之前,火山爆发已经摧毁了地球的生态系统,迫使恐龙走向灭绝。
但实际上德干火山每一次喷发的时间和规模都存在争议,在这回科学家建立的6600万年前地球气候的模型中,所有模拟结果均显示仅凭德干火山爆发不足以造成恐龙大灭绝。
而当模拟撞击事件使阳光减少15%或更多时,地球上任何地方都不再适合非鸟类恐龙生存,所以罪魁祸首是小行星撞击后的“核冬天”。即便没有发生火灾风暴、酸雨、海啸等一系列连锁反应的影响,仅凭“核冬天”也能送所有非鸟类恐龙上西天。
当这场“核冬天”来临时,热喷喷的德干火山就相当于“雪中送炭”,它释放的二氧化碳会在大气中停留并累积,让地球在严寒中获得一丝温暖,扩大了幸存生物的栖息地。本以为是彻头彻尾的死神,却又短暂充当了救世主,你说意外不意外?
下图是一个非鸟类恐龙类群栖息地模型,能将德干火山的“雪中送炭”可视化,红色代表宜居,越蓝越不适合恐龙栖息:
①假设没有德干火山活动:小行星撞击地球后的非鸟类恐龙宜居地带是图F,全球几乎一片深蓝,不适合恐龙生存,生态恢复过程中的宜居地带是图G,可见少量红色,恐龙有地可活;②在有火山运动的条件下:小行星撞击是图H,蓝色变浅,生态恢复过程中是图I,可见更多红色区域,意味着火山运动有利于生态圈的恢复。
所以,按照这项研究的说法,长久以来被认为对恐龙灭绝造成影响的德干暗色岩,实际上在艰难时期扶了恐龙以及其它生物一把。
此外,有研究显示在大灭绝后的10万年内,哺乳动物的丰富度就翻了一番,体重亦接近灭绝前的水平;到了70万年左右,森林恢复得差不多了,富含蛋白质得豆科植物也出现了,哺乳动物的体型也飙到接近50Kg。
这个研究地点经历了三次升温期,在每一个变暖期,都伴随着动植物的变化,所以很可能是气候会影响大灭绝后的生态恢复进度,比如二氧化碳使地球变暖。而第一次升温期恰好与德干火山喷发时间一致,所以也支持了德干火山的“雪中送炭”行为。
最后说一下新闻媒体(比如pengpai)的错误信息:“撞击后唯一存活下来的恐龙后来进化成鸟类”,原文献根本没这个观点,大家不要被误导了。
小行星和德干火山,其实就是主因、共因或附因之争。
比如 Gerta Keller 就是坚持认为德干火山是主因,而希克苏鲁伯撞击是附因,虽然她对希克苏鲁伯撞击提出的争论点大部分都站不住脚。
但不管如此,两者的同时性都想让人知道在引发白垩纪末灭绝里各自占的比重是多少。
Science 上就发表过三篇德干玄武岩高精度测年 [1] [2] [3]。后两篇是2019年的,分别采用的灭绝时间分别是66.016Ma 和 66.052Ma,虽然测年方法不同(一个是锆石,另一个是斜长石),但三篇研究全部同意德干主要喷发期始于66.3Ma持续到65.5Ma(持续80万年),刚好跨越了白垩纪末灭绝。
从白垩纪末灭绝模式看来,整个灭绝发生得非常迅速,仅在几百年内就结束了。相比之下,二叠纪末灭绝则持续了6万年 [4],奥陶纪末 [5]、泥盆纪末 [6]和三叠纪末 [7]的灭绝持续时间甚至都在百万年级以上。白垩纪末灭绝模式明显更对应了突然性的小行星撞击,而不是灭绝之前25-30万年就已经开始喷发的德干火山。
从白垩纪末气候演化来看,最后30万年发生了全球性3-6℃变暖 [8] [9],对应了德干火山主喷发期的开始,但变暖并没有伴随生物多样性下降。地球可能想用二叠纪末的老方法再搞一次大灭绝,但二叠纪生物圈还毕竟太年轻太简单有时幼稚。
所以怎么看德干火山都不可能是灭绝主因。
这次PNAS 研究就是说了德干火山的温室作用可能反而减弱了撞击冬天的强度。我感觉反过来说也可以,生物圈习惯了德干温室作用,结果突然在白垩纪末最后一年发生了10℃ 温度骤降。
参考
- ^ https://science.sciencemag.org/content/347/6218/182.abstract
- ^ https://science.sciencemag.org/content/363/6429/862.abstract
- ^ https://science.sciencemag.org/content/363/6429/866.abstract
- ^ https://www.pnas.org/content/111/9/3316.short
- ^ https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.earth.29.1.331?jou
- ^ https://pubs.geoscienceworld.org/paleobiol/article-abstract/30/4/522/140386
- ^ https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012825220302269
- ^ https://science.sciencemag.org/content/367/6475/266.abstract
- ^ https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article-abstract/46/3/271/526714/Deccan-volcanism-caused-coupled-pCO2-and?redirectedFrom=fulltext
这项研究不是证实陨石撞击说,而是论证了以往被认为是灭绝事件帮凶,甚至有可能是灭绝事件主因的德干暗色岩事件反而促进了大灭绝后生态的恢复,对生物圈起到了保护的作用。
春暖花开,万物复苏,又到了交配的季节!
6600万年前的北半球正值万物发情的春天。食草恐龙开始一年一度的角斗,在异性面前展示自己的雄壮,求取交配的权利。公霸王龙趴在母霸王龙的身上,发出了酣畅的声音.....
而在此刻,恐龙们却被天空中上演了一道奇观所吸引,它们不约而同地举头仰望。
一个火球划过天际,拖着长长的尾巴,越来越大,向着今天的墨西哥尤卡坦半岛飞驰而去,它就是希克苏鲁伯陨石。
随着陨石坠落地面发出震天巨响,顷刻间岩浆肆意,天火四溅,撞击产生的冲击波和海啸席卷半个地球。
如果在这时立即死去也许是一种幸福。如果没在这场冲击波中死去,那么在接下来的几年都将忍受饥饿、酸雨、以及缺氧带来的折磨,然后在痛苦中慢慢死去。
这场陨石撞击事件就是白垩纪-古近纪(K-Pg)生物大灭绝事件的元凶,这次灭绝事件抹去了地球上75%的生命,结束了恐龙1.65亿年的统治,地球自此进入新生代的新纪元。
看到这里可能有人问:为什么恐龙厄运来临的那一天正值北半球的春天呢?
答案来自这场撞击事件的“亲身经历者”:距离撞击点3000多千米外的美国北达科他州白垩纪晚期的湖泊中的桨鱼和鲟鱼。
陨石撞击地球时,发出的冲击波撼动大陆板块,在浅海中引发数十米高的巨浪,巨浪沿着河道倒灌进内陆。
当巨浪向北达科他州的河谷回涌时,它扫荡了路径上的生物,并裹挟大量的泥土和沙子,大量包括鱼类在内的生物被泥沙直接活埋,集体死亡,形成了白垩纪末塔尼斯遗址。
与此同时,撞击导致岩石熔融产生的假玄武玻璃球从天而降,一并掩埋保留在地层中,保留了陨石撞击地球时的关键线索,等待着后人解读其中的秘密。
鱼类年轮
树木的年轮不仅可以记录树木的年龄,还可以记录气候的干燥与湿润。类似树木年轮,某些鱼类的骨骼也有类似的功能。鱼类每年都会在骨骼外部生长新的层,骨细胞的形状和大小甚至密度会随着季节波动而变化。
在夏季,浮游动物大量繁殖,有充足的食物来源,鱼类骨骼不仅能迅速生长,而且摄入大量浮游动物有利于滤食鱼类吸收骨骼生长所需的13C同位素,13C同位素要比12C多一个中子,所以在夏季形成的鱼类骨骼要比其他季节形成的骨骼有更高的体密度,也就是夏季形成的骨骼更密实。
但是在食物稀缺的冬季,鱼类骨骼生长不仅速度缓慢,在骨组织中形成微观的"停滞生长线"(LAG),而且骨骼生长吸收的更多的12C,,此时形成的骨骼更疏松。
所以鱼类的骨骼生长随季节的变化呈现出周期性的变化规律,研究鱼骨的生长模式就可以知道鱼死亡的季节。
因此,科学家使用X射线扫描了6600万年前,白垩纪陨石撞击地球当日死亡的鱼类骨骼化石。科学家发现这些鱼类的骨细胞密度和体积都在上升,但在死亡时尚未达到峰值,这意味着还没到夏季,这些鱼类生长就戛然而止,它们被埋在了万物发情的春天里。
同时也意味着恐龙的末日开始于那个陨石降临的春天。
撞击后的几天到几个月里,碰撞产生的后继效应强烈。例如火山喷发物再次进入大气层时产生的强烈红外辐射,含硫气溶胶扩散导致的酸雨,以及北半球森林熊熊燃烧的野火,这些次生灾难主要影响暴露在外的大陆环境,北半球的生态系统自下而上崩溃,这对于恐龙是致命的。
在北半球,春临大地,正是生物繁衍周期的开始,由于孵化时间较长,许多小恐龙没来得及破壳而出就已遭受灭顶之灾,活着的恐龙由于庞大的身躯无处可藏,而在煎熬中死去,非鸟类爬行动物受到突然的环境干扰后继无龙,而那些会飞的恐龙侥幸逃脱。
而在南半球,天气正在转凉,许多生物正在为冬天做准备,各种哺乳动物以及某些两栖动物、鳄鱼等因为冬眠而躲进洞穴里。虽然南半球也遭受了大灾难遭受了重创,但那些窝在洞里冬眠的动物们躲过了这次灾难。
这就是为什么白垩纪末大多数恐龙灭绝,而鸟类和早期哺乳动物逃脱了灭绝的原因之一吧。
当南半球春天来临时,哺乳动物从洞里探出了头,在灾后开始复苏,恢复速度似乎是北半球群落的两倍,迅速占据了恐龙留下来的生态空位,让地球历史迎来新生代哺乳动物的时代。
参考资料:
https://www.nature.com/articles/d41586-022-00511-x
https://phys.org/news/2022-02-dinosaurs.html
Melanie During, The Mesozoic terminat in boreal spring, Nature (2022).DOI: 10.1038/ http://s41586-022-04446-1.www.nature.com/articles/s41586-022-04446-1
希克苏鲁伯陨石坑,平均直径180km,最大直径近300km,并且在加勒比海海底沉积有大量的铱,时间就在白垩纪到第三纪的转折线上
当然除了这个罪魁祸首,还有一个帮凶,那就是远处的暗色岩,但这个帮凶比不过恐龙杀手
但恐龙杀手更恐怖的一点是,恐龙杀手把大量大量的烟尘给抛到了大气层当中,然后通过这一点来使得绿色植物无法接受光照来使得食物链崩溃,在数月之后恢复正常,但导致翼龙,沧龙,蛇颈龙和绝大部分非鸟恐龙灭绝,反鸟类灭绝,仅存少数手盗龙类和鸭嘴龙类,然后吃了含硫化物的植物,最后中毒而死,伴随着林地面积的减少而导致最后一批非鸟手盗龙类灭绝
个人认为小行星撞击可能是恐龙灭绝的一个原因,但不是唯一的原因。本人从能流进化论的角度尝试探析恐龙灭绝的原因,感兴趣的可以看看。
能流进化论认为,生物是一种能量传递介体,其在自然界中的价值是介导具有能势差的能量供体(食物)和能量受体(环境中用以接收流经电子传递链的细胞代谢所产生的电子的氧化性物质,如氧气)之间的能量流动,以驱动自然界中能量分布的相对均衡。因此,生物从诞生之初就处于一种矛盾之中,即能量供体和能量受体对能量分布相对均衡的需求与生物的能量传递能力能否满足这种需求之间的矛盾。由此可见,自然选择的依据便是生物的能量传递能力,生物的进化是生物及其能量供体和能量受体之间矛盾对立统一的结果,生物、能量供体和能量受体三者之间相互制约,相互影响,协同进化。既然如此,探寻恐龙灭绝的原因,就需要从恐龙及其能量供体和能量受体三方面进行分析。
(一)能量供体方面的原因
恐龙在陆地生态位上强大的统治力势必造成生态系统多样性的降低。我们无法回到恐龙那个时代探寻真相,但是,在我们人类的活动下,土地上的物种单一性是显而易见的。当然,恐龙不会像我们人类一样种植自己喜好的食物(能量供体),但是随着恐龙统治力的提升,经恐龙介导的能流就越多,那么经其它物种的能流就越少,表现在和恐龙具有相同食物的物种在食物竞争中的劣势越来越明显。长此以往,势必伴随着其它物种的灭绝。生态系统物种多样性的降低也令生态系统相对更加的脆弱,以恐龙作为能量传递介体的能量供体的种类多样性也逐渐降低。倘若这些能量供体遇到突发性的病害,就如爱尔兰大饥荒时发生在马铃薯上的晚疫病,那对恐龙而言同样是灭顶之灾。
(二)恐龙方面的原因。
自然选择的依据既然是生物的能量传递能力,那么,影响恐龙能量传递能力的因素同样影响着自然界对恐龙的选择。影响恐龙能量传递能力的因素主要有两种:一是恐龙自身的原因;二是环境因素。
1)恐龙自身的原因。恐龙虽然在陆地生态位上占有绝对的优势,但还未进化到像我们人类一样,可以团结一致应对灾难的能力。对于一个特定的恐龙群体,成员之间可能会有相互协作,但它们没有大团结的意识,而自然选择的基本单位是物种,而不是单个个体或群体。在此情况下,突如其来的大灾难将会影响恐龙的生存。
2)环境因素。地球环境的变化,如温度、病原菌、地震、陨石撞击等。这些因素有的可能会影响卵的孵化,有的可能会影响孵化后的恐龙个体。
(三)能量受体方面的原因
恐龙是以氧气作为唯一能量受体的生物,当氧气的含量发生变化时,同样会对恐龙的生存造成影响。大气中的氧气主要源于两种作用:一是非生物参与的水的光解;一是生物参与的光合作用。植物的光合作用是地球大气中氧气的主要来源,影响植物及其光合作用的因素都会影响大气中氧气的含量。如果恐龙的统治力真的影响到生态系统的多样性,同时直接或间接造成植物面积的大幅度减少,那么,必然影响到大气中氧气的含量,进而影响到恐龙的生存。
以上推论皆为猜测,但我们人类应该从以上分析中吸取教训,在加强团结的同时,也要注意对环境的保护,实现人与环境的和谐统一。和谐的环境才是我们人类文明发展和延续的保障。
原文:
这个研究不是重新发明恐龙灭绝小行星说,其主要目的在于将小行星撞击和德干火山喷发这两个导致白垩纪-古近纪灭绝事件的因素通过建模进行定量比较。
研究结论指出小行星撞击是“非鸟类恐龙灭绝的的主要原因“;而相比之下火山活动反而可能“缓和了小行星带来的极端条件,减轻了灭绝的严重程度“。
老生常谈。第一篇提出小行星撞击导致恐龙灭绝的文章大概是30年前了。
还有更聪明的恐龙。首先,我想提醒人们恐龙不是爬行动物。
它们与哺乳动物和鸟类的关系比与爬行动物的关系更为密切。因此,任何声称是恐龙后裔的爬行动物,也就是这个星球的合法继承人,都在撒谎。完全撒谎。
难道是我记错了?这是新发现的还是旧闻?
当年科教频道放的关于恐龙的纪录片,无一例外都提到了一个非常流行的假说:6500万年前,一颗直径高达9千米的小行星撞击了墨西哥湾大概尤卡坦半岛的区域,由此带来的灾害直接摧毁了恐龙当时在地球生物圈上的统治地位。
可能是得到了证实吗?但是看题主的描述好像是建模结果分析呀。
上周五,埃及金字塔的大小的行星,与地球擦肩而过,而且在未来几周,还有多个小行星直奔地球而来。
上周五擦过地球的那颗小行星在几周前才首次被观测到。
美国宇航局表示 ,近地天体是彗星和小行星,它们被附近行星的引力推入轨道,使它们能够进入地球附近。 在寒冷的外行星系统中形成的近地天体通常是带有嵌入尘埃粒子的水冰,而在火星和木星之间的较温暖的内太阳系中形成的小行星则更加岩石。由于它们是由 46 亿年前太阳系形成时大部分未受影响的碎片形成的,科学家们认为近地天体掌握着我们宇宙起源的信息。
近地天体研究中心说,如果我们想知道行星形成的原始混合物的组成,那么我们必须确定这一形成过程中剩余碎片的化学成分——彗星和小行星。
周三,小行星1996 VB3将进入距地球 200 万英里的范围内,大约是月球的 8 倍。虽然这看起来很远,但它比我们最近的邻居火星要近得多,后者距我们 3300 万英里。小行星 1996 VB3 的直径估计高达 690 英尺——大约是帝国大厦高度的一半。
然后,小行星2017 SJ20预计将在 10 月 25 日稍稍远离地球,大约 450 万英里。据估计,这颗小行星的宽度可达 600 英尺。
这些小行星距离地球还不够近,NASA 中心表示不用担心。没有人应该过度担心小行星或彗星对地球的撞击。车祸、疾病、其他自然灾害和其他各种问题对任何人的威胁都远高于近地天体的威胁。
然而,小行星撞击地球的可能性并不总是零。 在很长一段时间内,地球受到影响的可能性是不可忽视的。美国宇航局中心专注于识别大于 490 英尺的近地天体,这将构成最大的威胁。
只可惜恐龙不会念佛,阿弥陀佛。祈祷不要有灾祸。
人类也要小心啊。佛祖保佑。
没有实验的结论 就是胡扯