导致恐龙灭绝的小行星撞击使地球大气层充满了尘埃
2023-10-31 13:26

导致恐龙灭绝的小行星撞击使地球大气层充满了尘埃

Dinosaur-killing asteroid impact fouled Earth's atmosphere with dust

华盛顿:委婉地说,6600万年前,一颗小行星撞击墨西哥尤卡坦半岛,造成了一场全球性的灾难,消灭了世界上四分之三的物种,结束了恐龙时代,这是地球上糟糕的一天。

直接的影响包括野火、地震、空中的巨大冲击波和海上的巨大驻波。但对许多物种来说,致命的一击可能是随后几年发生的气候灾难,天空被碎片云笼罩,气温骤降。

周一,研究人员揭示了从撞击地点喷射到大气中的岩石粉状尘埃可能在导致物种灭绝、窒息大气和阻止植物在光合作用过程中利用阳光获取维持生命的能量方面发挥了重要作用。

他们计算出,尘埃总量约为2000亿吨,超过珠穆朗玛峰重量的11倍。

研究人员根据北达科他州一个名为塔尼斯的古生物遗址出土的沉积物进行了古气候模拟,该遗址保存了撞击后条件的证据,包括巨大的尘埃沉降。

比利时皇家天文台和布鲁塞尔自由大学的行星科学家Cem Berk Senel说,模拟表明,这种细颗粒的尘埃可以通过使大气对阳光不透明来阻止光合作用长达两年,并在大气中停留15年。Cem Berk Senel是发表在《自然地球科学》杂志上的研究的主要作者。

虽然之前的研究强调了另外两个因素——撞击后释放的硫和野火产生的烟尘——但这项研究表明,尘埃的作用比之前所知的更大。

这些尘埃——直径约0.8-8.0微米的硅酸盐颗粒——形成了一个全球性的云层,它们是在尤卡坦半岛的希克苏鲁伯陨石坑180公里宽、20公里深的剧烈撞击中由花岗岩和片麻岩形成的。

在此之后,地球表面温度下降了大约15摄氏度。

布鲁塞尔自由大学的行星科学家、该研究的合著者菲利普·克莱斯说:“多年来,它一直寒冷而黑暗。”


这张插图描绘了古气候模型的模拟,它显示了尘埃在地球上的快速传播,表明在6600万年前一颗小行星撞击墨西哥海岸后的几天内,地球被硅酸盐尘埃喷射物包围。Cem Berk Senel/讲义来自路透社

地球进入了“撞击冬季”,全球气温急剧下降,初级生产力——陆地、水生植物和其他生物利用无机资源生产食物的过程——崩溃,导致了物种灭绝的连锁反应。植物死亡,食草动物饿死。食肉动物没有猎物就灭绝了。在海洋领域,微小浮游植物的死亡导致食物网崩溃。

“虽然硫磺停留了大约8到9年,但烟尘和硅酸盐粉尘在撞击后在大气中停留了大约15年。比利时皇家天文台行星科学家和研究合著者Özgür Karatekin说:“从撞击冬季中完全恢复需要更长的时间,撞击前的温度条件在大约20年后才恢复。”

这颗直径约10-15公里的小行星给白垩纪带来了灾难性的终结。

恐龙,除了它们的鸟类后代,以及统治海洋的海洋爬行动物和许多其他物种都消失了。最大的受益者是哺乳动物,在此之前,它们在生命的戏剧中只是小角色,但现在有机会成为主角。

卡拉特金说:“那些不能在黑暗、寒冷和食物匮乏的条件下生存近两年的生物群体将经历大规模的灭绝。”“动植物可以进入休眠阶段——例如,通过种子、包囊或在洞穴中冬眠——并且能够适应一种普遍的生活方式——不依赖于一种特定的食物来源——通常存活得更好,就像小型哺乳动物一样。”

如果没有这场灾难,恐龙可能仍然统治着今天的世界。

“恐龙统治着地球,当陨石撞击地球时,它们还好好的,”克莱斯说。“如果没有这种影响,我猜包括我们在内的哺乳动物几乎没有机会成为这个星球上的主导生物。”

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