在大約6600萬年前,地球上發(fā)生了“白堊紀-古近紀滅絕事件”,這是已知地球上第五次生物大滅絕事件,在此次事件中,地球上包括非鳥類恐龍在內(nèi)的大約75%的物種都慘遭滅絕。關于此次事件的起因,相信大家或多或少都聽說過,簡單來講就是,當時有一顆巨大的小行星撞擊了地球。
根據(jù)科學家的推測,這顆小行星的直徑約為10公里,其撞擊的威力相當于大約100萬億噸TNT當量。什么概念呢?這樣說吧,這樣的威力大概是廣島原子彈的50億倍(按其較高估算值2萬噸TNT當量計算)。
正是如此猛烈的撞擊,在當時的地球上引發(fā)的一系列“連鎖反應”(如地震、海嘯、火山噴發(fā)、全球性的森林大火,以及由漫天的塵埃導致的“核冬天”等),才最終造成了此次災難的發(fā)生。但問題是,如果真是這樣,那這顆導致地球75%物種滅絕的小行星在哪呢?
對于這個問題,科學家給出的答案是:雖然這顆小行星在猛烈的撞擊中幾乎完全蒸發(fā),但它在地球上留下的“創(chuàng)痕”卻一直保存至今,那就是位于墨西哥尤卡坦半島附近區(qū)域的“??颂K魯伯隕石坑”(Chicxulub Crater),只不過由于年代久遠,這個隕石坑現(xiàn)在已經(jīng)被深埋在地下了。
那么,科學家又是如何找到并確定這個隕石坑的呢?這就說來話長了,下面我們就來了解一下。
話說在上世紀70年代末,墨西哥石油公司的地質(zhì)學家安東尼奧·卡馬戈(Antonio Camargo)和格倫·彭菲爾德(Glen Penfield)正在尤卡坦半島及其附近海域進行石油勘探。
簡單來說,他們的工作就是利用飛機搭載的重力儀和磁力計,來“掃描”地表之下的地質(zhì)結(jié)構(gòu),尋找可能蘊藏石油的構(gòu)造。
在對收集到的大量數(shù)據(jù)進行分析時,彭菲爾德注意到了一些異乎尋常的現(xiàn)象:在尤卡坦半島的北部海岸線下,存在著一個圓弧形結(jié)構(gòu),它一半掩埋在尤卡坦半島的陸地下,另一半則延伸至墨西哥灣的海底,暗示著地下深處存在一個密度與周圍巖石截然不同的巨大環(huán)狀地質(zhì)體。
于是,一個大膽的念頭閃過彭菲爾德的腦海:這該不會是個極為巨大的隕石坑吧?他把想法告訴了同事卡馬戈,兩人越研究越覺得可能,于是就把這個觀點公開提了出來。
然而這個足以載入科學史的重大發(fā)現(xiàn),在當時卻沒有引起應有的重視,其主要原因在于,他們賴以作出判斷的地球物理勘探數(shù)據(jù),屬于機密數(shù)據(jù),無法公之于眾,這使得他們的觀點缺乏關鍵證據(jù)的支持。
不過就在彭菲爾德和卡馬戈的發(fā)現(xiàn)被忽視的時候,另一條獨立的科學線索正在悄然浮現(xiàn)。
上世紀80年代初,加州大學伯克利分校的物理學家路易斯·阿爾瓦雷斯(Luis Alvarez)和他的兒子沃爾特·阿爾瓦雷斯(Walter Alvarez)以及他們的同事弗蘭克·阿薩羅(Frank Asaro)和海倫·米歇爾(Helen Michel)等人組成的研究團隊,在意大利、丹麥和新西蘭等全球多個地點的地層中,發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的跡象。
(↑路易斯·阿爾瓦雷斯和沃爾特·阿爾瓦雷斯)
他們發(fā)現(xiàn),在K-Pg界線(即地層中白堊紀和古近紀之間的界線)中,普遍存在著一層薄薄的粘土層,其中銥元素的含量異常之高,是地殼中正常含量的數(shù)百倍。
由于銥是一種在地球表面非常稀有的金屬,但在小行星這樣的小天體中卻相對富集,因此阿爾瓦雷斯團隊提出了一個大膽的假說:造成“白堊紀-古近紀滅絕事件”的“罪魁禍首”,應該是一顆巨大的小行星,而那層富含銥的粘土層,正是這顆小行星撞擊后散落在全球的遺跡。
這個“小行星撞擊說”提出之后,很快就在科學界引發(fā)了激烈的爭論,支持者和反對者吵得不可開交,而反對者最大的質(zhì)疑就是:你說是小行星撞擊,那隕石坑在哪里?所以尋找這個隕石坑就成了“小行星撞擊說”支持者的頭等大事。
根據(jù)銥元素在全球的分布情況,科學家們推測出,小行星的撞擊點很可能位于中美洲附近,隨后開始在此范圍內(nèi)搜尋與隕石坑有關的地質(zhì)證據(jù)。
到了上世紀90年代初,亞利桑那大學的研究生艾倫·希爾德布蘭(Alan Hildebrand)終于在海地的一些K-Pg界線地層中,發(fā)現(xiàn)了極為重要的證據(jù):大量的撞擊玻璃珠(由撞擊熔融的巖石飛濺到空中后迅速冷卻形成)和沖擊石英(在高壓下晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生特殊變形的石英,通常只有在隕石撞擊或核爆炸的瞬間才能產(chǎn)生)。
巧合的是,彭菲爾德偶然在報紙上看到了相關的研究,隨后他立刻聯(lián)系了希爾德布蘭,分享了自己當年那些未被重視的發(fā)現(xiàn),同時還提供了一個重要的線索——當年墨西哥石油公司曾在相關區(qū)域鉆取了巖芯樣本,其中的一部分被保存了下來。
正是在這些巖芯樣本中,科學家們找到了決定性的證據(jù):樣本中不僅含有大量的沖擊石英,還發(fā)現(xiàn)了撞擊熔融形成的角礫巖。通過同位素測年法,科學家們確定了這些巖石的形成年代恰好是6600萬年前,與全球K-Pg界線的年齡完美吻合。
至此,所有的證據(jù)鏈條都完整了,彭菲爾德和卡馬戈的猜想得到了證實,支持“小行星撞擊說”的科學家們也找到了自己想要的證據(jù),由于該隕石坑的中心區(qū)域位于墨西哥尤卡坦半島的一個名為“??颂K魯伯”(Chicxulub)的沿海小鎮(zhèn)附近,因此它就被命名為“??颂K魯伯隕石坑”。
在接下來的日子里,科學家們通過結(jié)合重力、磁力、地震波探測和科學鉆探等多種手段,完整構(gòu)建出了“希克蘇魯伯隕石坑”的規(guī)?!且粋€位于地下的多環(huán)結(jié)構(gòu),總體直徑約180公里,最深度可達20公里至30公里。
科學家甚至還模擬出了撞擊時的場景:那顆導致地球75%物種滅絕的小行星,以一個40度或60度的傾角,從東北方向撞向了當時還是一片淺海的尤卡坦半島,而在撞擊的瞬間,其釋放出的能量可以高達10^23至10^24焦耳。由于1克TNT當量對應的能量是4184焦耳,因此一般認為,其威力大約是廣島原子彈的50億倍(100萬億噸TNT當量)。
值得一提的是,“白堊紀-古近紀滅絕事件”終結(jié)了地球上的恐龍時代,而沒有了恐龍的壓制之后,哺乳動物迎來了爆發(fā)式的發(fā)展,僅僅兩千多萬年,就演化出了絕大多數(shù)現(xiàn)代哺乳動物所屬的目,而其中有一支靈長目動物更是一騎絕塵,最終演化成了當今地球的霸主——我們?nèi)祟悺?/p>
所以從這個角度看,我們或許還真得“感謝”那顆小行星,畢竟如果沒有它,恐龍時代可能就不會終結(jié),如此一來,人類大概就沒有“登場”的機會了……
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