6600萬年前一次隕石撞擊引發(fā)了一系列反應(yīng)，“末日”的開始伴隨著劇烈震動，在現(xiàn)在的北達(dá)科他州內(nèi)陸海域掀起了巨浪。然后小玻璃珠（大氣中由撞擊融化的巖石形成）開始像小鳥一樣從天上掉下來。玻璃雨下得太大了，可能把陸地上的許多植物都點著了。在水里，魚掙扎著呼吸，因為珠子堵塞了它們的鰓。洶涌的大海在到達(dá)河口時變成了30英尺高的海嘯，把數(shù)百條，甚至數(shù)千條淡水魚（鱘魚和白鱘）拋到沙洲上，暫時逆轉(zhuǎn)了河水的流向。這些魚被逐漸退去的海水困住了，它們被直徑達(dá)5毫米的玻璃珠扔了出去，有些甚至把自己埋在了幾英寸深的泥里。
博科園-科學(xué)科普：像細(xì)沙和小玻璃珠一樣的巖石洪流又持續(xù)了10到20分鐘，然后第二波大浪淹沒了海岸，用礫石、沙子和細(xì)沙覆蓋了魚類，將它們與世界隔絕了6600萬年。這種獨特的墓地化石（魚堆疊在一起，與燒焦的樹干、針葉樹的樹枝、死去的哺乳動物、摩薩烏龍的骨頭、昆蟲、三角龍的部分尸體、一種叫做甲藻的海洋微生物和一種叫做菊石的蛇形海洋頭足類動物混在一起）是古生物學(xué)家羅伯特·迪帕爾瑪在過去六年里在離北達(dá)科他州鮑曼不遠(yuǎn)的地獄溪地層中發(fā)現(xiàn)的。這些證據(jù)證實了德帕爾瑪在2013年夏天的第一個挖掘季節(jié)就有一種懷疑，即這是小行星撞擊地球后不久形成的一片殺戮場。
6600萬年前一次隕石撞擊在內(nèi)陸海域引發(fā)了海嘯般的巨浪，殺死并掩埋了魚類、哺乳動物、昆蟲和恐龍(三角龍)，它們是導(dǎo)致地球最后一次大規(guī)模滅絕的大災(zāi)難首批受害者。在北達(dá)科塔州一個前所未有的化石遺址，在撞擊發(fā)生后一個小時內(nèi)的死亡現(xiàn)場被挖掘出來。圖片：Robert DePalma
最終導(dǎo)致了所有陸生恐龍的滅絕。這次撞擊發(fā)生在白堊紀(jì)末期，也就是所謂的K-T邊界，毀滅了地球上75%的生命。佛羅里達(dá)州棕櫚灘自然歷史博物館(Palm Beach Museum of Natural History)古生物學(xué)館長、堪薩斯大學(xué)(University of Kansas)博士生迪帕爾瑪(DePalma)說：這是人們發(fā)現(xiàn)第一個與K-T邊界有關(guān)的大型生物集體死亡。在地球上其他任何一個K-T邊界區(qū)域，都找不到這樣一個由代表不同年齡和不同生命階段大量物種組成的集合，所有這些物種都在同一時間、同一天死亡。新研究發(fā)現(xiàn)將發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一篇論文中。
從Tanis化石床中找到的小玻璃球，它們是?？颂K魯伯撞擊產(chǎn)生的，并在撞擊后一個小時內(nèi)墜落。圖片：Robert DePalma
和美國和歐洲同事，包括兩名加州大學(xué)伯克利分校(University of California, Berkeley)的地質(zhì)學(xué)家描述了這個被稱為“塔尼斯”(Tanis)的地方，以及它與6600萬年前墨西哥尤卡坦半島(Yucatan Peninsula)上的小行星或彗星撞擊有關(guān)的證據(jù)。那次撞擊在海底形成了一個巨大的隕石坑，名為希克蘇魯伯，并將蒸發(fā)的巖石和立方英里的小行星塵埃送入大氣層。云層最終包圍了地球，為地球最后一次大規(guī)模物種滅絕奠定了基礎(chǔ)。加州大學(xué)伯克利分校地球與行星科學(xué)榮譽退休教授、現(xiàn)任華盛頓大學(xué)地球與空間科學(xué)教務(wù)長和教授的馬克理查茲(Mark Richards)說：這就像一座一米半厚的白堊紀(jì)末期博物館。
理查茲(Richards)和加州大學(xué)伯克利分校(UC Berkeley)研究生院教授沃爾特阿爾瓦雷斯(Walter Alvarez)在40年前首次提出了彗星或小行星撞擊導(dǎo)致物種大滅絕的假設(shè)。德帕爾瑪和荷蘭科學(xué)家簡斯米特(Jan Smit)請來他們研究玻璃珠雨點和掩埋并保存了魚類的海嘯樣海浪。這些被稱為tektites的珠子是在大氣中由撞擊融化的巖石形成。理查茲和阿爾瓦雷斯斷定，這條魚不可能被擱淺，然后被一場典型的海嘯掩埋。在3000公里以外的這條此前不為人知的西部內(nèi)陸海域，在受到?jīng)_擊后不到10至12小時，就會有一波海浪到達(dá)這條海域，如果在此之前沒有減弱的話。
理由是，小玻璃珠在撞擊后45分鐘到一個小時內(nèi)就會像下雨一樣落下，如果海床沒有暴露出來，就不會形成泥洞。相反，他們認(rèn)為，地震波很可能在相當(dāng)于10級或11級地震的沖擊后10分鐘內(nèi)到達(dá)，在內(nèi)海形成一個駐波seiche(發(fā)音為saysh)，類似于地震時浴缸里的水晃動。理查茲說，雖然大地震經(jīng)常在封閉的水體中產(chǎn)生水坑，但它們很少被注意到。2011年日本東北部發(fā)生的9.0級地震，30分鐘后在8000公里外的挪威峽灣形成了6英尺高的水坑。理查茲說：地震波在撞擊發(fā)生后9到10分鐘內(nèi)就開始產(chǎn)生，所以他們有機會在所有的小球(小球體)從天上掉下來之前讓水晃動。
這些球體在表面形成坑狀，形成漏斗（可以看到曾經(jīng)是軟泥的變形層）然后碎石覆蓋了這些球體。小行星可能是從太空進(jìn)入地球的彈道軌道，最終速度在每小時100至200英里之間。你可以想象站在那里被這些玻璃球撞擊，許多人認(rèn)為，碎片雨是如此之大，以至于這些能量引發(fā)了整個美洲大陸的野火。自?？颂K魯伯撞擊的海嘯確實有很好的記錄，但是沒有人知道這樣的海嘯會深入內(nèi)陸海多遠(yuǎn)。當(dāng)馬克上船時，他發(fā)現(xiàn)了一件了不起的藝術(shù)品——來自撞擊地點的地震波到達(dá)時間與噴出物進(jìn)入大氣層的時間差不多，這是我重大突破。
至少兩個巨大的水坑淹沒了這片土地，大約相隔20分鐘，留下6英尺的沉積物覆蓋著化石。上面覆蓋著一層富含銥的粘土，銥是地球上稀有的金屬，但在小行星和彗星中很常見。這一層被稱為K-T，或K-Pg邊界，標(biāo)志著白堊紀(jì)的結(jié)束和第三紀(jì)開始，或古第三紀(jì)。1979年，阿爾瓦雷斯和父親、加州大學(xué)伯克利分校的諾貝爾獎得主路易斯·阿爾瓦雷斯(Luis Alvarez)首次認(rèn)識到銥的重要性。他們提出，彗星或小行星的撞擊導(dǎo)致了K-T邊界銥元素和大規(guī)模滅絕。撞擊會融化海底下的基巖，粉碎小行星，將灰塵和熔化的巖石送入平流層，風(fēng)會把它們帶到地球的各處，遮蔽太陽很久。
碎片會像雨一樣從天而降，還有來自大陸地殼的巖石碎片，包括受沖擊的石英，其晶體結(jié)構(gòu)因撞擊而變形。這顆隕石粉中富含銥的塵埃可能是撞擊后最后從大氣中掉落的塵埃，為白堊紀(jì)蓋上了一層陰影。當(dāng)提出撞擊假說來解釋大滅絕時，僅僅是基于發(fā)現(xiàn)了銥的異常濃度：一顆小行星或彗星的指紋。從那以后，證據(jù)逐漸增多。流星假說的關(guān)鍵證實是在加勒比海和墨西哥尤卡坦半島海岸發(fā)現(xiàn)了一個被埋的隕石坑Chicxulub，這個隕石坑的年代正好是那次滅絕的年代。在K-Pg層中也發(fā)現(xiàn)了沖擊石英和玻璃球。這次在塔尼斯的新發(fā)現(xiàn)是第一次發(fā)現(xiàn)撞擊產(chǎn)生的碎片和撞擊后立即死亡的動物。
現(xiàn)在在北達(dá)科他州發(fā)現(xiàn)了羅伯特·德帕爾瑪正在挖掘的這個宏偉而完全出乎意料的遺址，里面有非常豐富的關(guān)于這次撞擊所造成后果的詳細(xì)信息。an Smit是荷蘭阿姆斯特丹Vrije大學(xué)的沉積地質(zhì)學(xué)退休教授，他被認(rèn)為是這次撞擊中tektites的世界專家。在琥珀中發(fā)現(xiàn)了許多近乎完好的琥珀，當(dāng)時琥珀中含有松脂。Smit說：2015年我去現(xiàn)場，他(DePalma)在我眼前發(fā)現(xiàn)了一根約四米長，燒焦的原木或樹干，上面覆蓋著琥珀，琥珀就像一種氣凝膠，在tektites下沉?xí)r抓住了它們。這是一個重大的發(fā)現(xiàn)，因為樹脂，琥珀，完全覆蓋了tektites，它們是我所見過最原始的tektites，不到百分之一的改變。
白鱘張著大嘴在水里游來游去，在這個漁網(wǎng)里，它們用鰓耙捕捉微小的顆粒和食物顆粒，然后像鯨鯊或長須鯨一樣吞下去，這意味著這些魚類的聚集是這次撞擊的第一個直接受害者。斯米特還指出，三角龍和鴨嘴龍被埋在地下的尸體毫無疑問地證明，恐龍在撞擊時仍然活著。Smit說：我們有一系列驚人的發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)將在未來被證明更具價值。我們有大量的礦藏，需要從不同的角度進(jìn)行研究，我認(rèn)為可以非常詳細(xì)地解開?？颂K魯伯撞擊帶來的噴射物序列；到目前為止，我們已經(jīng)走了40年，才發(fā)現(xiàn)了這種可能非常獨特的東西；所以，必須非常小心地對待那個地方，如何挖掘它并從中學(xué)習(xí)，這是我職業(yè)生涯結(jié)束時收到的一份很棒的禮物。
博科園-科學(xué)科普｜研究/來自: 加州大學(xué)伯克利分校
參考期刊文獻(xiàn):《美國科學(xué)院院刊》
DOI: 10.1073/pnas.1817407116
博科園-傳遞宇宙科學(xué)之美
本賬號系網(wǎng)易新聞·網(wǎng)易號“各有態(tài)度”簽約賬號
聯(lián)系客服
