小行星撞擊還是次生災害？恐龍究竟是怎麼滅絕的？

世界毀滅可能有著多個版本的故事，小行星撞擊直接導致的生物滅絕僅為其中一種。

一項新的研究發現，災難性的小行星撞擊不僅可能直接導致地球上恐龍的滅絕，還有可能引發了大洋深處的火山出現大規模的爆發。如果小行星撞擊地球的時機並非偶然的話，這一事件也就成為了外部天體對地球生命造成重大影響的另一種方式，在這一過程中，撞擊引發的海底火山大爆發毀滅了地球上超過70%的生命。

大約在6600萬年以前，一顆至少9.6千米寬的小行星撞擊了地球，具體撞擊位置為墨西哥的尤卡坦半島，撞擊事件引發了全球規模的巨型地震。《科學》雜誌子刊《科學進展》於2018年2月7日刊發了一項研究報告，該報告稱，這次撞擊的能量極為巨大，不僅引發了全球規模的地震，還導致海底火山更為劇烈地噴發出岩漿。海底火山的噴發進一步加劇了小行星撞擊的災難性後果，引發了大規模野火，導致全球溫度降低，地球出現了大規模酸雨，這些事件共同導致了地球上大規模的生物滅絕，有大約四分之三的生物因此而絕跡，其中就包括了恐龍。

酸雨是指pH小於5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落過程中，吸收並溶解了空氣中的二氧化硫、氮氧化合物等物質，形成了pH值低於5.6的酸性降水。酸雨主要是人為向大氣中排放大量酸性物質所造成的。在史前時期，火山噴發或小行星撞擊導致大量酸性物質進入大氣層，這也能夠導致酸雨的出現。

大約在6600萬年以前，一顆至少9.6千米寬的小行星撞擊了地球，具體撞擊位置為墨西哥的尤卡坦半島，撞擊事件發生後很快形成了希克蘇魯伯撞擊坑。

較早之前有研究報告指出，印度的火山在大約6600萬年前出現過激烈的噴發情況，這一情況得到了本次報告的印證和支持。但其他的一些科學家對此持懷疑態度，他們認為，本次報告未能解釋海底火山爆發的具體方式，因此還應當進一步做出研究，才能夠確定小行星撞擊與海底火山爆發是否存在關聯。德克薩斯大學奧斯汀分校地球物理學家肖恩?久利克並未參與本次研究工作，他認為：「為什麼巨大的地震能量能夠引發大規模的火山爆發？這篇研究報告提出觀點非常有趣，但小行星撞擊是如何引發海底火山爆發的？該現象背後的物理模型是什麼？這些都還需要進一步進行研究。」

導致恐龍滅絕的大規模氣候變化究竟是火山爆發導致的？還是小行星撞擊導致的？幾十年以來，科學家一直對這個問題爭論不休。隨著研究工作的進一步深入，越來越多的證據證實，小行星撞擊地球導致了恐龍的滅絕。但多年以前，加州大學伯克利分校的科學家提出，世界毀滅可能有著多個版本的故事，小行星撞擊導致生物滅絕可能僅為其中的一種。在6600萬年以前，小行星撞擊及火山爆發可能都同時發生過，小行星的撞擊有可能導致印度德干玄武岩平原地區的火山出現了更為劇烈的噴發。為了對這一觀點進行研究，明尼蘇達大學的地球科學家約瑟夫?伯恩斯以及俄勒岡大學的利夫?卡爾斯托姆對一片容易定位的海底區域，搜集研究了更多的古老火山爆發的遺迹。

火山噴發主要有兩種方式，裂隙式噴發和中心式噴發。岩漿沿著地殼的寬大裂隙溢出地表，即稱為裂隙式噴發。在現代火山活動中，這種噴發僅見於冰島，但在地質年代中，裂隙式噴發分布廣泛，且規模巨大。印度半島的德干玄武岩熔岩高原，面積50萬平方公里，是世界上最大的熔岩高原。德干玄武岩熔岩高原就是由裂隙式噴發形成的。

藝術概念圖：科學家調查研究工作涉及的一片正在快速擴張的海洋中脊系統，大洋中脊形成於板塊漂移與海床擴展。小圖片中顯示的是一隻章魚。

地球地殼存在著被稱為大洋中脊的裂縫，岩漿能夠從大洋中脊中湧出並形成海床，在此過程中以極為穩定的速度噴發出各種物質，噴發物質厚度的增加速度約為每年數米。約瑟夫?伯恩斯及利夫?卡爾斯托姆通過測量海床岩石厚度來確定，哪一部分的岩石是在大約6600萬年前的火山爆發過程中形成的。

在海底尋找熔岩硬化後形成的崎嶇地帶相對容易，但是，尋找火山噴發的痕迹就比較困難。「海床之上覆蓋著巨大的海洋，研究工作需要我們潛到海底進行調查研究，我們在研究工作中克服了很多困難，」伯恩斯說。因此，為了降低研究工作難度，研究小組轉而利用衛星地圖開展研究工作，這些衛星地圖展現了海底的山峰及山谷。

研究人員發現，海底火山噴發岩漿形成的崎嶇地帶的物質質量較大，海底的山谷及平原地區的物質質量較小，因此，崎嶇地帶的引力要大于山谷及平原地區。在較大引力的作用下，崎嶇地帶及山峰能夠吸引住更多海洋海水，海底的這一狀況在大洋表面形成了皺褶波紋，衛星在太空中能夠觀測到這種皺褶波紋。

約瑟夫?伯恩斯及利夫?卡爾斯托姆在太平洋及印度洋的地殼中發現了兩片崎嶇地帶，他們研究發現，這兩片崎嶇地帶的形成時間距離6600萬年前的小行星撞擊事件不超過100萬年。約瑟夫?伯恩斯說，研究發現的崎嶇地帶是由火山噴發的岩漿構成的，岩漿體積約在10萬-100萬立方千米之間。

崎嶇地帶岩漿的體積極為巨大，這一狀況意味著，該區域大洋中脊發生過極其突然的噴發事件，其激烈程度要超過100萬年時間裡的任何一次噴發。「正常情況的海底火山噴發無法形成擁有如此體積的海底崎嶇地帶，正因為這種海底火山噴發規模極其巨大，我們在同一地區還未研究發現過第二次類似規模的噴發情況，」約瑟夫?伯恩斯說：「如果這次大規模海底火山爆發是隨機發生的，那麼，它發生的時機也實在是太過於巧合了。」

約瑟夫?伯恩斯及利夫?卡爾斯托姆認為，導致恐龍滅絕的小行星撞擊到墨西哥的尤卡坦半島時，就好比是撞鐘的大鎚重重地擊打了一下地球這口大鐘。小行星撞擊的影響導致地球發生了全球規模的激烈震動，震動強度差不多相當於里氏震級為10或11的地震。約瑟夫?伯恩斯及利夫?卡爾斯托姆說，這次劇烈的地震導致大洋中脊噴發出更多體積的岩漿，但是，其精確的物理機制還需要進一步研究。

在電影《絕世天劫》中，人類為了避免小行星撞擊地球，使用宇航器運送核彈頭摧毀即將撞擊地球的小行星。

「我們在研究工作中曾經預測過，海底火山岩漿系統會受到小行星撞擊的影響，約瑟夫?伯恩斯及利夫?卡爾斯托姆對崎嶇地帶的研究發現證實了我們之前的預測，我們的研究工作能夠得到這一成果，讓我們感到非常高興，」加州大學伯克利分校的行星科學家保羅?倫尼說。保羅?倫尼曾經發表過一篇論文，他在論文中認為，6600萬年前的小行星撞擊事件與同時期的印度洋海底火山劇烈噴發存在關聯。保羅?倫尼領導的一個研究小組認為，小行星撞擊引發的全球地震導致岩漿從火山中噴涌而出，用個比喻的說法，就好像你劇烈地搖動一瓶可樂，然後再突然把可樂瓶的蓋子打開，泡沫就會從瓶口處噴發出來。

但是，科學家久利克還未完全被這種觀點說服。關於小行星撞擊及火山爆發的時間問題，還有一個需要進一步說明的問題。

本次研究報告稱，小行星撞擊墨西哥尤卡坦半島的時間，與火山活動劇烈增加的時間之間的間隔不超過100萬年，但是，火山活動劇烈增加有可能是在小行星撞擊墨西哥尤卡坦半島之前發生的，如果確實如此的話，火山活動劇烈增加就不是小行星撞擊所導致的。

「兩個事件的時間間隔雖然不超過100萬年，但是，火山活動劇烈增加與小行星撞擊事件之間是否存在因果關係，直接決定於它們發生的先後順序，」科學家久利克說：「目前的研究成果還未百分百證實，火山活動劇烈增加是在小行星撞擊墨西哥尤卡坦半島之後發生的，因此，現在還不能確定火山活動劇烈增加與小行星撞擊事件存在著因果關係。」久利克還建議，本次研究報告應當進一步說明小行星撞擊導致大洋中脊火山爆發活動劇烈增加的具體方式。「我認為本次研究的發現很有意義，我僅對部分內容持懷疑態度，」久利克說。

伯恩斯認為，久利克的批評意見非常中肯。但伯恩斯補充說，他們僅在一個時間點上發現過大洋中脊火山爆發活動劇烈增加的證據。「這個特殊的時間點同小行星撞擊的時間點如此接近，且相互一致，」伯恩斯說。在將來的工作中，約瑟夫?伯恩斯及利夫?卡爾斯托姆計劃研究，大洋中脊火山爆發活動劇烈增加對海洋化學成分的變化造成了何種影響。目前，科學界對他們的研究成果做出了熱烈的回應，約瑟夫?伯恩斯及利夫?卡爾斯托姆對此感到非常高興。

「在科研工作中，失敗和成功都是很正常的事情，我們作為科研工作者，能夠適應工作中的起起落落，」利夫?卡爾斯托姆說：「但是，我們在工作中能夠取得一些成果，能夠讓其他科學家也感到有意義、有價值，在這個時候，我們會感到非常的高興。」

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