小行星與恐龍的滅絕小行星與恐龍的滅絕

[小行星與恐龍的滅絕]小行星與恐龍的滅絕小行星與恐龍的滅絕

編者按：本文為《阿西莫夫短文兩篇》參考資料。

恐龍為何會(huì)絕跡？這一問題在長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間里既引起了科學(xué)家和大眾的興趣，也令他們困惑不已，因而也出現(xiàn)了大量不切實(shí)際的理論，有些甚至十分好笑。例如，認(rèn)為恐龍的滅絕是因?yàn)樗鼈兊能|體太龐大而導(dǎo)致交配困難──雄性恐龍?jiān)诮慌溥^程中可能會(huì)壓垮它的配偶。另一種理論就是，隨著植物的進(jìn)化，恐龍的飲食發(fā)生變化，最后導(dǎo)致致命的便秘。還有一種說法就是：恐龍下的蛋全被剛剛進(jìn)化的、而且更加靈活聰明的動(dòng)物──哺乳類動(dòng)物吃掉了。有的認(rèn)為是新出現(xiàn)的疾病使恐龍?jiān)诘厍蛏舷АＲ环N更令人信服的理論是以恐龍時(shí)代的瑪瑙化石中的氣泡為依據(jù)。這種空氣中氧的含量比現(xiàn)代空氣中的氧含量要高出50%?？赡苁请S著氧氣濃度逐漸下降至今天的濃度標(biāo)準(zhǔn)，恐龍就因窒息而死掉。

盡管有一些牽強(qiáng)的解釋，但在關(guān)于恐龍滅絕的問題上存在著兩大思想學(xué)派：（1）它們突然死于某一場(chǎng)世界性的大災(zāi)難；（2）由于地球上天氣的逐漸變冷使得恐龍難以適應(yīng)而慢慢滅亡。

災(zāi)難學(xué)派描繪的是一幅十分令人震撼的場(chǎng)面：一顆相當(dāng)于曼哈頓島大小的小行星或彗星以每秒15英里（相當(dāng)于25公里）的速度向地球隕落，與地球撞擊的能量相當(dāng)于100萬億噸TNT炸藥（是扔在廣島上的原子彈的能量的50億倍），而且在進(jìn)入地殼25英里深的同時(shí)熔化了沿途的巖石。在這場(chǎng)劇烈的碰撞之后，成千上萬噸的塵埃和碎石進(jìn)入大氣層，罩住了地球，遮擋了陽光，使得地球連續(xù)好幾個(gè)月甚至好幾年都處于黃昏狀的黑暗之中。在這種黑暗里，植物不能正常生長(zhǎng)──因?yàn)樗鼈冃枰柟鈦碇圃祓B(yǎng)分。以植物為生的動(dòng)物不能正常生存，不靠植物為生的其他動(dòng)物也難以生存，恐龍就是那種不能在黑暗中生存的動(dòng)物。事實(shí)上，根據(jù)某些科學(xué)家的觀點(diǎn)，地球上60%的動(dòng)物是不能在黑暗中生存的。

然而，小行星或者彗星的隕落真的發(fā)生過嗎？地球上生命的大規(guī)模消亡是有大量資料可查的，但這是由于劇烈的碰撞所造成的嗎？讓我們從頭來敘述這個(gè)故事并從中找到答案。

大約一百五十年前，一位名叫理查德·歐文的英國解剖學(xué)家創(chuàng)造了“恐龍”（DINOSAUR）這個(gè)詞來描述剛剛發(fā)現(xiàn)的一種曾在地球上生存過的動(dòng)物。DINOSAUR這個(gè)詞源于希臘語的“可怕的”（DEINOS）和“蜥蜴”（SAURS）。那個(gè)時(shí)候（即1841年），可供研究的恐龍化石少得可憐，因此，人類對(duì)恐龍也知之不多。

我們對(duì)恐龍的認(rèn)識(shí)了解在過去的一個(gè)半世紀(jì)里有了一定的提高。我們知道它們是在大約2．25億年前由爬行動(dòng)物的祖先進(jìn)化而成，于大約6500萬年前滅絕的。它們的個(gè)子有很大的差異，身長(zhǎng)從不足2英尺到140多英尺不等；體重有20磅的，也有90噸的（陸上現(xiàn)存最龐大的動(dòng)物大象的重量為6噸）。恐龍屬爬行類冷血、笨拙型動(dòng)物，下蛋并且全身長(zhǎng)滿鱗片。

然而，關(guān)于恐龍笨拙、動(dòng)作緩慢的說法最近也引起了人們的懷疑。研究表明，許多恐龍相對(duì)于爬行動(dòng)物而言是十分聰明的，且腿腳十分麻利。這一觀點(diǎn)使得科羅拉多大學(xué)的羅伯特·巴克爾于1968年提出，恐龍根本就不是冷血的動(dòng)物，而是像我們?nèi)祟愐粯拥臒嵫獎(jiǎng)游铮@一爭(zhēng)論至今未得到解決。按照一群英國古生物學(xué)家的說法，恐龍有可能“屬中間型的”。或者說，個(gè)子小些、更靈活的恐龍是熱血的，而那些個(gè)子大些、笨重的家伙則是冷血的。一位科學(xué)家甚至提出，恐龍的新陳代謝可能是隨季節(jié)變化的：冬天里是熱血，夏天里又變成了冷血。

那么，在使得恐龍滅亡的6500萬年前又發(fā)生了些什么呢？有沒有可以說明某顆小行星或彗星曾撞入地球并滅殺了恐龍的任何證據(jù)呢？有的，有證據(jù)。

70年代末期，由已故物理學(xué)家路易斯·阿爾瓦雷茲和他的兒子、加州大學(xué)柏克萊分校的沃爾特·阿爾瓦雷茲率領(lǐng)的一個(gè)小組有了驚人的發(fā)現(xiàn)。他們注意到，在大約有6500萬年歷史的沉積土層中有一種叫做“銥”的元素的含量異常高，銥是地球上罕見的重金屬，只存在于地殼的深處，但在小行星和彗星上卻大量存在。起初，地質(zhì)學(xué)家們認(rèn)為6500萬年前的火山活動(dòng)可能會(huì)把銥噴入大氣層，落下時(shí)便集中形成一個(gè)獨(dú)特的土層。最終，事實(shí)并不能證明這一理論。

那么這與小行星或者彗星又有什么聯(lián)系呢？小行星或者彗星與地球的碰撞會(huì)使小行星或彗星的大部分被氣化掉，并使含有大量銥的塵埃進(jìn)入全球的大氣層中，塵埃落到地上后，便形成了含銥豐富的土壤沉積層。阿爾瓦雷茲小組曾在意大利和丹麥發(fā)現(xiàn)過這種礦藏，自那以后，這種含有大量銥的土壤層在全球五十多個(gè)地方先后被發(fā)現(xiàn)。這些土壤層有6500萬年的歷史，且恰巧與恐龍滅絕的時(shí)間吻合，這一點(diǎn)是小行星或彗星滅殺了恐龍的令人信服的證據(jù)。而且，某些地方的礦層出現(xiàn)的斷裂是由某種劇烈的碰撞所造成的。這一證據(jù)也與某顆小行星或彗星曾與地球碰撞過，并且殺死了“可怕的蜥蜴”的理論相吻合（太陽系中落在地球上的塊狀物被稱為“隕星”），落在地球表面的彗星或者小行星，或其某一部分就是隕星。它在隕落之前進(jìn)入地球的大氣層時(shí)叫做“流星”。

假如一顆曼哈頓島那么大的小行星或彗星的確在6500萬年前撞擊地球的話，那么撞擊所造成的窟窿或者“隕石坑”又在哪里呢？這一直是一個(gè)難以回答的問題。不過，多年來人們提出了許多不同的答案。其中之一就是隕石的碰撞砸開或撕裂了地殼，從而導(dǎo)致了形成冰島（我們知道是由火山形成）的火山活動(dòng)。然而，這一理論也不再廣為人們所接受。在有6500萬年歷史的沉積土中的銥礦層在冰島并不是那么厚。地質(zhì)學(xué)家們推斷在碰撞地區(qū)周圍的銥礦層可能最厚，因?yàn)殂灥V是在那個(gè)位置最先沖進(jìn)空氣中的。而且，伴隨著微細(xì)的白色富銥沉積土層，一定會(huì)有較為粗糙的次沉積層。這可能是碰撞后飛濺的熔巖下落時(shí)形成的。正如一粒石子扔入水池時(shí)濺起的水花一樣。這種次沉積層，也叫做“噴出層”，只能出現(xiàn)在碰撞現(xiàn)場(chǎng)幾千英里的半徑范圍之內(nèi)，而在冰島卻沒有發(fā)現(xiàn)。

1990年，亞利桑那大學(xué)的阿蘭·希爾德布蘭德沿著銥礦層和噴出層找到了它們的最密集點(diǎn)。他發(fā)現(xiàn)有兩處隕石坑可能是隕石撞擊地球的現(xiàn)場(chǎng)。一處是在哥倫比亞盆地，位于哥倫比亞北部的加勒比海地區(qū)，另一處是在墨西哥東部的尤卡坦半島的北端。今天，越來越多的證據(jù)對(duì)尤卡坦隕石坑的推斷更有利。它的直徑大約為110英里（180公里），形狀及成分都很正確。這個(gè)隕石坑完全被埋在巖石下面，且位處陸地，盡管在6500萬年前這個(gè)地區(qū)曾是一片淺海區(qū)域。隕石碰撞造成恐龍滅絕的理論的擁護(hù)者們覺得他們不僅是發(fā)現(xiàn)了“正在冒煙的槍”，而且也找到了被槍殺者尸體中的彈頭──證據(jù)確鑿。

你可能會(huì)認(rèn)為，至此，恐龍滅絕之謎已被破解。銥礦土層證明某個(gè)小行星或彗星曾撞擊地球，而且碰撞所發(fā)生的時(shí)間也是正確的，再說也發(fā)現(xiàn)了一處隕石坑來支持這一理論。然而，疑問依然存在。那么，問題又在何處呢？

問題就在于恐龍是不是一下子突然全部絕跡的。小行星的碰撞會(huì)造成恐龍迅速的滅亡──只是幾千年的時(shí)間，而不需要幾百萬年。不幸的是，化石記錄卻沒有能給我們展示一個(gè)清楚的、無可爭(zhēng)辯的畫面。人們都知道恐龍大約是在同一時(shí)期──即在一個(gè)主要的地質(zhì)紀(jì)元（白堊紀(jì)）結(jié)束，另一個(gè)紀(jì)元也就是第三紀(jì)開始時(shí)滅亡的。這一過渡就是大家所熟知的白堊紀(jì)──第三紀(jì)（或K—T）之交。

賓夕

小行星與恐龍的滅絕

編者按：本文為《阿西莫夫短文兩篇》參考資料。

法尼亞大學(xué)的彼德·多德遜曾專門對(duì)這個(gè)時(shí)期的恐龍化石記錄進(jìn)行了分析。他的結(jié)論是，在白堊紀(jì)結(jié)束前的800萬年，恐龍家族十分興旺?？墒牵?00萬年之后，3/4的恐龍種類便已滅絕。這對(duì)于小行星碰撞地球造成恐龍滅絕的理論的支持者來說真是個(gè)壞消息。因?yàn)樵S多恐龍看來是在某個(gè)小行星或彗星與地球發(fā)生碰撞之前就已消失。不過，小行星學(xué)派的理論家們卻指出，在北美洲的大多數(shù)恐龍的種類是一直活到白堊紀(jì)──第三紀(jì)之交（K—T）時(shí)由于發(fā)生了隕石碰撞才突然消失的。他們還爭(zhēng)辯說只統(tǒng)計(jì)恐龍種類多少有些誤導(dǎo)性。許多恐龍種類幾乎沒有多少分支，因而從進(jìn)化含義上講不能很充分地被確認(rèn)。他們說，最重要的種類以及大量的單個(gè)恐龍都活到了白堊紀(jì)末期，直到過渡期才因?yàn)殡E石碰撞而滅絕的。

在路易斯·阿爾瓦雷茲和他的兒子驚人地發(fā)現(xiàn)銥以來的15年或更長(zhǎng)的時(shí)間里，隕石碰撞理論經(jīng)歷了一個(gè)曲折的歷史。目前，傳統(tǒng)的學(xué)者們開始傾向于支持這一理論，尤其是隨著尤卡坦的隕石坑的被發(fā)現(xiàn)，對(duì)這一理論的間接支持也來自在過去的4．5億年中地球上至少有過4次其他類型的生命突然大規(guī)模滅亡這個(gè)事實(shí)（盡管這些時(shí)期小行星與地球碰撞的諸如含銥豐富的地質(zhì)結(jié)構(gòu)或能說明問題的隕石坑這類證據(jù)仍未出現(xiàn)）。事實(shí)上，大約2．4億年前發(fā)生的一次大規(guī)模地球生命的滅亡變故使恐龍的滅絕變得黯談。因?yàn)檫@次變故滅殺了地球上90%以上的生命形式。然而帶諷刺意味的是，就是這場(chǎng)大規(guī)模地球生命的滅亡為恐龍主宰地球（大約是在這個(gè)時(shí)候開始）鋪平了道路。因?yàn)樗鼈兊拇蠖鄶?shù)天敵已被消滅。“砰”的一聲出現(xiàn)，“砰”的一聲又消失了。

最后一點(diǎn)思考：假如隕石碰撞理論真的正確，那么某一塊隕石的確撞擊地球并導(dǎo)致了恐龍的滅絕倒真是一件好事，不然的話，人類就可能永遠(yuǎn)也不會(huì)進(jìn)化至今。因?yàn)橛锌铸堉粮邿o上地統(tǒng)治陸地和海洋達(dá)無數(shù)個(gè)百萬年的話，哺乳動(dòng)物生存的空間就會(huì)很少