恐龍滅絕的原因為什麼能爭論100多年,它已經超越生物學範疇了

宇宙小百科 發佈 2020-05-16T08:43:14+00:00

恐龍滅絕原因的爭論至少持續了100年,特別是20世紀80年代以來,已經超出了生物學和古生物學的範疇,並延伸到天體物理學、天體化學、結構地質學、海洋科學、地球化學、地球物理,甚至系統科學、數學等領域,這對古生物學家來說真是史無前例。

恐龍滅絕原因的爭論至少持續了100年,特別是20世紀80年代以來,已經超出了生物學和古生物學的範疇,並延伸到天體物理學、天體化學、結構地質學、海洋科學、地球化學、地球物理,甚至系統科學、數學等領域,這對古生物學家來說真是史無前例。關於恐龍滅絕的假說不下100種,如磁極反轉、氣溫驟降、氧氣驟降、火山頻繁發生、酸雨劇增、食物中毒、細菌侵襲、糞屁成災,哺乳動物競爭、等海水急劇退卻,臭氧大量減少,超新星,隕石撞擊,宇宙射線急劇增加等等.

由40多位專家組成的專家組曾發表了一篇文章,指出隕石對地球的撞擊可能會徹底結束關於白堊紀末恐龍和其他生物滅絕原因的爭論。這一石激起了千層浪。恐龍滅絕的原因真的解決了嗎?大多數學者不同意這一點,因此辯論將繼續下去。

生物大滅絕的規模有多大?

滅絕可分為個體滅絕和群體滅絕。個體滅絕也稱為自然滅絕。一個有機體在地球上的出現意味著它具有存在的優勢。

然而,隨著歷史的進步,優勢種的出現,生態環境的變化,它逐漸與其他物種競爭,從歷史長河中消失,這是一個純粹的自然規律。集群滅絕往往與自然災害有關,即在大型自然災害中,許多沒有優勢的物種,甚至一些有優勢的物種一起滅絕。

地球上至少發生過20次大規模滅絕,但最大的只有5次:

①奧陶紀末,4.4億年前;

②晚泥盆世中期,3.74億年前;

③二疊紀末,2.51億年前;

④三疊紀末,1.99億年前;

⑤ 在6500萬年前的白堊紀末期。

雖然上一次大滅絕的規模並不是最大的,但由於是最近才有很多大滅絕的證據,特別是涉及陸地霸王龍、海洋霸王龍蛇頸龍和空中霸王龍翼龍,因此引起了廣泛的關注。

恐龍有兩目七亞目。世界上發現了350個恐龍屬。其中一些在白堊紀末以前就已經滅絕了,但它們都是在白堊紀末滅絕的。例如,海洋魚龍在早白堊世就已經滅絕了。蛇頸龍只有兩個亞目延伸到白堊紀晚期,但到白堊紀末,它們被徹底消滅。空中的翼龍有兩個亞目,超過30屬120種。其中一種在早白堊世就滅絕了,但大多數在白堊紀末期就滅絕了。

不僅動物而且植物都被摧毀了。白堊紀陸生植物以裸子植物為主,主要植物為針葉樹、蘇鐵、蘇鐵、銀杏葉等;大滅絕時蘇鐵被徹底破壞,僅存少量蘇鐵和銀杏植物,但僅存針葉樹和柏樹。整個裸子植物世界從未恢復,從霸權地位下降,取而代之的是被子植物。

隕星撞地球的威力有多大?

隕石撞擊理論是1970年提出的,但由於缺乏證據,一直沒有引起人們的重視。1980年,美國諾貝爾獎獲得者阿爾瓦雷斯等人在義大利等地白堊系頂部黏土層中發現高含量銥的基礎上,提出了這一理論。由於地殼和沉積物中銥的含量很小,但天體中銥的含量很高,是地球上銥含量的1萬倍,所以黏土層中的銥應該是天體隕石撞擊地球時帶來的。撞擊造成大量塵埃被拋向天空,擋住了太陽,氣溫驟降,植物枯萎,最後恐龍難以生存,最終滅絕。這一理論曾引起轟動。起初,人們對它褒貶不一,但近年來,越來越多的人認可它。但多數學者認為隕石撞擊確實是一個重要原因,但並非唯一原因。

隕石、小行星和彗星確實不時與恆星發生碰撞。比如水星上有直徑200公里以上的隕石坑78個;月球上至少有42個;地球上大部分被海洋覆蓋,陸地被大量植被覆蓋,由於地球上強烈的風化和侵蝕作用,撞擊坑往往很難區分。不過,據統計,目前已發現200個大型撞擊坑。根據地質學家的研究,至少有四種主要的破壞性影響可以在地質歷史中確定,例如:

① 大約35億年前,一個直徑20-40公里的物體撞擊地球。它巨大的能量使附近的岩石完全融化,並猛烈地四處飛濺,形成大量的「玻璃」小球,落在非洲和澳大利亞的巨大板塊上。同時,大量銥金屬元素也被丟棄。當時,只有非常原始的細菌和藍藻適應環境,所以它們造成的生物危害還不清楚。

② 在2.5億年前的二疊紀末,另一個直徑10-14公里的天體與地球相撞。巨大的爆炸使岩石和有機物瞬間融化,四散飛濺,形成「玻璃球」和碳球,隨後降落在亞洲廣大地區。當時,地球正經歷著最大的滅絕事件,80%以上的屬和95%以上的海洋生物物種都滅絕了;陸地上的大多數舌蘭和舌羊齒植物、動物中的許多兩棲動物和低等爬行動物都滅絕了,地球一片荒涼。有學者認為滅絕與天體的巨大撞擊有關,但也有人不同意這個觀點。

③ 6500萬年前白堊紀末期恐龍的滅絕。

④ 大約87萬年前,一個直徑10公里的物體與地球相撞。它在高空爆發成5個碎片,其中一個落在南極洲羅斯海附近,形成了一個長320公里、寬240公里、深500米的巨大隕石坑,南極陸地上還有3個坑,現在覆蓋著冰雪。其中一個進入南極洲邊緣的海洋,巨大的能量融化了南極洲表面1.6公里厚的冰層。結果,全球海平面上升了幾米。因為當時地球正處於寒冷的冰河時期,而它墜落的地方是在荒涼的南極,所以危害並不大。

在這些撞擊中,白堊紀末隕石的大撞擊之所以越來越被人們所接受,

①是因為:在世界上3000多個地方發現了銥元素,包括海地、丹麥、義大利、西班牙、中國、紐西蘭、美國等地,在白堊紀末的地層中發現了其高異常。

丹麥晚白堊世地層中銥的含量是其他地層的160倍;

②丹麥和西班牙晚白堊世地層中也發現了太陽系非常罕見的鉻同位素,與一些隕石中的鉻同位素相同。

此外,世界各地的這一地層中也發現了鋨、鉑、錸、碳13、氧18等元素的高異常;

③在這一極薄的地層中,撞擊形成的高溫也使地層中的石英形成了玻璃微珠和撞擊石英與有機物形成的碳微珠碳(碳制小球);

④美國nasa航天局通過衛星遙感技術在墨西哥灣尤卡坦半部發現,在地下1公里深處有一個直徑60公里的圓形構造,其中包括白堊紀晚期的海相地層,在該島周圍有一個直徑近180公里的圓形構造。

它們應該是隕石撞擊地球時留下的撞擊坑,這個地區有20個半徑超過10公里的隕石坑。因而推測這些坑應為當時一個直徑10千米大的隕星,以每秒40千米的速度撞擊地球而成。有人認為這次撞擊產生的巨大能量相當於1994年7月21顆蘇梅克列維9號彗星撞擊木星表面釋放的總能量的1-5萬倍;有人認為相當於廣島原子彈爆炸產生的50億倍;也有人認為總的來說相當於10億廣島原子彈的威力,這個巨大的能量足以將數千億噸塵埃拋向天空,使地球變暗,植物的光合作用已經停止了6個月,持續了10年。

衝擊時的高溫也能熔化岩層,並在周圍形成許多玻璃球,或在坑周圍形成二次衝擊石英。更糟糕的是,撞擊坑的岩層中含有大量硫化物礦物,有人說該地區海底也有大量甲烷,包括隕石中含有的有毒物質,這些物質毒害了當時極其惡劣的環境。另一份報告說,1994年,印度還發現了一個名為「SVA」(斯娃)的撞擊坑,長600公里,寬450公里。據估計,撞擊隕石的半徑為40公里。在墨西哥發現的隕石坑可能是由同一顆隕石造成的。當它到達地球大氣層時,可以分成兩大塊和許多小隕石,分布在太平洋及其周圍。近年來,美國科學家也在中太平洋發現了這一時期的隕石。

這是恐龍滅絕的真正原因嗎?

隕石撞擊理論能夠真正解釋6500萬年前它是如何導致地球上大量生物突然滅絕的。

但很難解釋:

①在大滅絕之前的幾十年到幾百萬年里,為什麼有大量的生物滅絕?

② 在恐龍最繁榮的侏羅紀時期,恐龍蛋化石很少被發現。為什麼在恐龍滅絕前的數百萬年里能發現成千上萬個無人居住的恐龍蛋巢呢?

③ 在一些地方,大量的恐龍埋藏層並不在銥異常地層中,而是在其下面1米或幾米的地層中,也就是在撞擊之前就早已死了;

④在白堊紀末的大滅絕中,有許多生物沒有滅絕,如龜、蛇、鳥、哺乳動物和許多植物。相反,一些適應性強的小恐龍、翼龍和水爬行動物都已滅絕;

⑤恐龍「墓地」常出現在白堊紀末的地層中,如加拿大阿爾伯塔省,約300種恐龍化石被完整地保存在一起。在蒙大拿州北部,蒙古、中國內蒙古、山東等地也有。它們不是隕石撞擊造成的猝死,而更像是經過長途跋涉,體力不支,在水源處紛紛倒下而形成的;

⑥加拿大魁北克省中三疊世地層2.3億年前,發現了總長度70公里的撞擊坑;侏羅紀地層1.45億年前,另外還發現了總長度170公里的撞擊坑,但這些地層中沒有發現大滅絕事件;

⑦地球上至少發生了5次大滅絕事件,其中一些還不清楚,但沒有隕石撞擊,說明地球上大滅絕事件的成因非常複雜,而不同時期的滅絕原因往往是不同的。

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