恐龙灭绝:小行星“致命一击”,还是火山“长期投毒”? | 科学世界·视点

北京

每个小孩都知道的答案:小行星撞地球?

在地球生命史上,或许没有任何其他事件比恐龙灭绝更引人关注了。

地球上的每个孩子都听过恐龙的故事。我们知道许多恐龙的名字——很可能大多数非生物学家所知道的恐龙拉丁学名,比任何其他动物类群的都要多。

我们还知道,恐龙曾经统治地球长达约1.8亿年。但随后,从地质学的时间尺度来看,它们在一眨眼间就神秘地消失了。所有恐龙都消失了——除非你像如今的很多人那样把鸟类也算作恐龙。但像霸王龙和三角龙那样体重高达数吨、在地球上横行无忌的神秘巨兽,确实都在6600万年前全部灭绝了。这一事件成为白垩纪(Cretaceous)与过去被称为“第三纪(Tertiary)”、如今称为“古近纪(Paleogene)”的时期之间的分界线。这一事件对应的地层界线被称为“K-Pg界线”,K代表白垩纪(德语Kreidezeit的首字母),Pg代表古近纪。这一事件导致哺乳动物崛起,并最终使我们人类得以出现。可以这样说,如果恐龙当时没有灭绝,人类可能永远无从演化而来。

几十年来,关于恐龙灭绝之谜,科学界一直存在两种相互竞争的解释,主导着科学争论。第一种解释涉及在现今墨西哥境内的希克苏鲁伯(Chicxulub)地区发生的一次灾难性小行星撞击事件。这大概是大多数人比较熟悉的一种观点。随便问一个十岁的小孩,他很可能会告诉你恐龙就是这样灭绝的。

但还有另一种观点认为,恐龙灭绝主要是由一场持续时间很长的火山活动引起的,这次火山活动形成了如今印度西部的德干暗色岩(Deccan Traps,也称德干玄武岩)地貌。另外,还有一小部分研究人员提出,两种观点中的任何一个因素都不够充分,恐龙灭绝是这两种因素共同作用的结果。

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来源:dieterich01

铱异常与“失踪”的陨石坑

小行星撞击假说起源于1980年,当时物理学家路易斯·阿尔瓦雷茨(Luis Alvarez)和他身为地质学家的儿子沃尔特·阿尔瓦雷茨(Walter Alvarez)及其同事,在意大利一处标志着K-Pg界线的薄黏土层中发现了异常高浓度的铱。铱在地球的地壳中分布稀少,但在小行星和彗星中相对常见,研究团队因此提出:一颗巨大的地外天体撞击了地球,将富含铱的尘埃注入了全球范围的大气层。

与此同时,杨·斯米特(Jan Smit)和亚普·赫托根(Jaap Hertogen)以及其他研究人员也独立报告了类似的铱异常现象,为这个假说提供了早期支持。然而,这一观点的主要问题是缺乏关键的支持证据——陨石坑(撞击坑)。

约十年后的1991年,地质学家确认了埋藏在墨西哥尤卡坦半岛地下的希克苏鲁伯陨石坑,认为其大小和年代都与能支持假说的陨石坑相符。希克苏鲁伯陨石坑直径约200千米,与一个宽约10~12千米、以20千米每秒的速度运动的撞击天体相吻合。

能够形成200千米宽陨石坑的爆炸威力实在超乎我们的想象,其威力甚至超过了世界上所有核武器在同一小范围内同时引爆的总和。后续研究进一步证实了这一结论。对撞击过程中喷射出的玻璃球粒进行年代测定,发现其年龄约为6604万年,与灭绝事件发生的时间也极为吻合。

此后,全球数百处地点都记录到了更多的撞击证据,许多研究人员认为这是最具说服力的单一证据链,将一个可确定具体日期的特定事件与物种灭绝直接联系起来。

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希克苏鲁伯陨石坑

爆炸很猛,但它怎么杀死全球?

然而,问题仍然存在:如此巨大的爆炸究竟是如何摧毁地球上绝大多数生命的。

可以肯定,撞击点周围数百千米的区域肯定会被撞击彻底摧毁,同时会引发野火和地震等次生灾害。希克苏鲁伯陨石坑本身的直径为200千米,这个半径范围内的所有事物很可能瞬间就气化了。尽管这些灾难极其严重,但很难想象它们能够将全球范围内的几乎所有生命都消灭殆尽。

人们认为,真正具有全球性影响的是大量被卷入大气层的粉碎岩石和烟尘。根据估测,这些物质会阻挡阳光长达数月乃至数年之久。在这种情况下,陆地和海洋的光合作用都会崩溃,从而摧毁全球食物链的基础。此外,失去太阳的温暖后,地球将陷入所谓的“撞击冬天”(impact winter)。有观点认为,这种短期黑暗与寒冷的结合,足以解释此次灭绝事件的突发性和严重性,尤其是海洋藻类微体化石和陆生花粉在界线地层处突然消失的现象。

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印度德干暗色岩玄武岩阶梯

希克苏鲁伯陨石坑为什么被约1千米厚的沉积物埋在地下?

在恐龙灭绝前约3万年,德干火山是否已经让地球变冷?

如果没有小行星撞击,德干火山活动本身也能造成大灭绝吗?

丹麦摩恩白崖为什么能保存大灭绝前的海洋生态记录?

……

更多内容欢迎阅读《科学世界》2026年第10期“视点”文章——《恐龙灭绝事件背后的真正谜团》。

本文摘编自杂志2026年第10期,文章内容略有删改。

实习编辑 | 周欣颖

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