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這個地方,或許記錄了小行星撞向地球後的第一個小時

在6600萬年前的某個傍晚,假如你恰好站在北美的某處仰望天空,你立刻會發現空中有了一顆星星似的東西。再觀察一兩個小時,你會發現那東西還在原處,但似乎越來越亮了。

因為那不是恆星,而是一顆小行星,它正以每秒20千米的速度向地球飛來

60小時後,小行星撞上地球。它前方的空氣被壓縮並急劇加熱。它在地球大氣中打穿了一條通道,並製造出超音速的衝擊波。在今天的墨西哥南部的尤卡坦半島,小行星擊中了一片淺海。就在那一刻,白堊紀結束,古近紀開始

擊中尤卡坦半島的小行星 | inverse.com

小行星撞擊後,地球遭受了什麼?

這顆小行星直徑不小於9.6千米,在擊中地球的兩分鐘內,它砸出了一個深約29千米的隕石坑,並向空中拋出了25萬億噸的碎屑。

想像一枚卵石掉進池塘水花飛濺的場景,再把它放大到地球的尺度。地殼反彈,一座比珠穆朗瑪峰還高的山峰短暫地升起。

撞擊釋放的能量超過10億枚廣島原子彈。但這次撞擊畢竟不同於核彈爆炸,並沒有後者標誌性的蘑菇雲。最初的爆發形成了一條「公雞尾」,這是一道熔化物質組成的巨大噴流,它一直衝到大氣層外,有些物質散落在了北美各地。大量物質的溫度比太陽表面還高好幾倍,將1600千米以內的一切盡數點燃。

撞擊點還升起了一個熾熱液化的岩石構成的倒錐體,它向外擴散,形成無數名為「玻璃隕石」(tektites)的熾熱玻璃團,覆蓋了整個西半球。

一些噴出物甚至脫離了地球引力,開始沿著不規則的軌道圍太陽運行。數學模型顯示,這些流浪的碎屑至少有一部分仍棲息著活的微生物。這顆小行星雖然在地球上摧毀生命,但它或許也把生命散播到了整個太陽系

玻璃隕石,硅酸鹽玻璃芯(綠色),外層已風化成粘土(藍色) | Robert DePalma

小行星在撞擊中蒸發了。它的物質和蒸發的地球岩石混合,形成了一根熾熱的煙柱。煙柱先是升騰到地月距離的一半,然後坍塌成了一根白熱的塵埃柱。

計算機模型顯示,因為這股碎屑風暴,撞擊點周圍2414千米內的大氣都變得熾熱,引發了巨大的森林火災。當地球轉動,飄浮在空中的物質在地球的另一邊匯合,落下後點燃了整個印度次大陸。根據最終覆蓋地球的塵埃和灰燼的厚度,大火應該吞噬了地球上70%的森林

與此同時,撞擊造成的海嘯席捲墨西哥灣,它撕裂海岸線,在有的地方剝掉了幾十層樓高的岩石,它將碎片衝到內陸,然後再將它們重新吸進深水。

破壞才剛剛開始。

撞擊和燃燒產生的塵埃和灰燼使陽光一連幾個月無法照射到地球表面。光合作用幾乎停止,大部分植物死亡,海洋中的浮游植物滅絕,使大氣中的氧氣急劇減少。大火熄滅後,地球陷入了一個寒冷、甚至可能深度冰凍的時期。在海洋和陸地,地球上最基本的兩條食物鏈雙雙斷裂。大約75%的物種滅絕。地球上死亡的生物個體超過99.9999%,碳循環戛然而止。

連地球本身也成了一顆毒球。小行星撞擊蒸發了幾層石灰岩,向大氣中釋放了1萬億噸二氧化碳、100億噸甲烷和10億噸一氧化碳,三種都是強有力的溫室氣體。撞擊還蒸發了硬石膏,將10萬億噸硫化物拋到空中。硫化物與水結合,形成硫酸,又以酸雨的形式落回地面,其威力或許使任何存活的植物掉光了葉子,並帶走了土壤中的養分。

藝術家想像中的小行星撞擊之日丨syfy.com

今天,小行星撞擊後留下的碎屑、塵埃和灰燼都保存在地球的沉積層里,形成了厚度接近一本筆記本的條紋。這個地層名為「KT界線」,因為它標誌著白堊紀(Cretaceous period)和第三紀(Tertiary period)的分界線。第三紀已經更名「古近紀」(Paleogene),但「KT」這個名詞保留了下來。

KT層的上方和下方充滿未解之謎。古生物學界的一個核心謎題是所謂的「三米問題」(three-meter problem):雖然經過了150年的勤奮尋找,研究者卻幾乎沒有在KT界線下方3米的範圍內找到過恐龍化石,這個厚度對應了幾千年的時間。

因此,有許多古生物學家主張,恐龍的滅絕遠在小行星撞擊之前就開始了,原因可能是火山噴發或氣候變化。但也有科學家反駁說,三米問題不過體現了尋找化石的艱難。他們堅持認為,或早或遲,總會有一個科學家在更接近毀滅時刻的地方找到恐龍的。

地球生命史上一個重大事件的答案,就封存在KT界線中。如果你像許多生物學家一樣,將地球看作一個活的生物體,你就可以說它當時被一枚子彈擊中,險些喪命。

揭開那個毀滅之日發生的事情至關重要,它不僅能回答三米問題,還能解釋我們人類這個物種的起源。

KT界線 | Robert DePalma

撞擊的直接受害者,掩埋於此

2013年8月5日,我收到了名叫羅伯特·德帕爾馬(Robert DePalma)的研究生髮來的一封電郵。他是在北達科他州鮑曼市的一個貨運車站給我寫的郵件:「我有了一個驚人的、空前的發現。此事我絕對保密,目前只有三個人知道,他們都是我身邊的同事。」

他繼續寫道:「這比任何簡單的恐龍發現都獨特得多、罕見得多。如果可以的話,我不想在電郵里多談細節。」他附上了手機號碼,還約定了通話時間。

我打去電話,他告訴我他發現了一處遺址,其中掩埋著那次小行星災難的直接受害者

起初我很懷疑。這個德帕爾馬是科學界的無名小卒、堪薩斯大學的一名博士生,他說他沒有機構支持也沒有合作者,全靠自己發現了這個遺址。我心想他可能在誇大其詞,或者乾脆瘋了。(古生物學界里特多反常的人。)不過我還是來了興趣,我登上了前往北達科他的飛機,想親眼去看看是怎麼回事。

德帕爾馬的發現位於地獄溪組(Hell Creek geological formation),它在北達科他、南達科他、蒙大拿和懷俄明州的部分地區露出地面,包含了幾片世界上層次最豐富的恐龍層。

撞擊發生時,地獄溪的地貌由潮濕的亞熱帶低地和一片內海岸邊的幾塊泛濫平原組成。這片土地生機盎然,季節性的洪水和蜿蜒的河流能迅速掩埋死去的動植物,條件非常適合形成化石

正在化石遺址工作的德帕爾馬

十九世紀晚期,恐龍獵人第一次發現了這些豐富的化石層。1902年,高調的化石獵人巴納姆·布朗(Barnum Brown)在這裡發現了第一具霸王龍化石,全美轟動。有一位古生物學家估計,在白堊紀,地獄溪一帶布滿霸王龍,就像非洲塞倫蓋蒂草原的鬣狗那麼常見。這裡也是三角龍和鴨嘴龍的家鄉。

地獄溪組的年代跨越白堊紀和古近紀。至少半個世紀之前,古生物學家就知道那個時段發生過一次生物滅絕,因為所有恐龍化石都是在KT層下方發現的,上方從來沒有

這一點不僅在地獄溪,在全世界都是如此。在許多年裡,科學家們一直認為KT之交的滅絕並不神秘:在幾百萬年的時間裡,火山活動、氣候變化和其他事件逐漸殺死了許多生命形式。

幾乎沒有在KT界線下方3米的範圍內找到恐龍化石,這個厚度對應了幾千年的時間 | Richard Barnes

但是到了1970年代末,一個名叫沃爾特·阿爾瓦雷斯(Walter Alvarez)的年輕地質學家卻和他的父親、核物理學家路易斯·阿爾瓦雷斯(Luis Alvarez)共同發現了KT層中含有大量稀有金屬銥,他們猜想這是一次小行星撞擊留下的余灰

兩人在1980年的《科學》雜誌上發表文章,提出這次撞擊能量極大,以至引起了大規模滅絕,而KT層正是那次事件留下的殘骸

起初,大多數古生物學家都反對這個假說,認為地球和太空垃圾的一次突然隨機的相遇並不足以徹底改變地球生命的演化。然而,隨著時間的推移,證據越來越多,直到在1991年的一篇論文中,有人提出了確鑿的證據:

研究者在尤卡坦半島數千英尺厚的沉積物下方發現了一個撞擊坑,以它的年代、大小和地球化學特徵,足以引起一次全球災變。

這個撞擊坑和那顆小行星都被命名為「希克蘇魯伯」(Chicxulub),這是撞擊點附近一個瑪雅小鎮的名字。

1991年那篇論文的作者之一大衛·克林(David Kring)在得知這次撞擊的毀滅性力量之後嚇壞了,他從此開始呼籲建立一個體系來辨認並摧毀威脅地球的小行星

他告訴我:「這一點是確定無疑的:地球早晚會再次被一顆希克蘇魯伯大小的小行星擊中,除非我們能改變它的方向。即使只是一枚直徑300米的岩石,就足夠摧毀世界農業。」

藝術家重建撞擊後不久的希克蘇魯伯隕石坑 | Science

這個地方,一看就不一般

2004年,時年22歲的地質系本科生德帕爾馬在地獄溪組的一處小型遺址開始發掘。這裡原先是一個池塘,只有薄薄的幾層沉積物。2012年,他在尋找一個新的池塘沉積時,聽說一個私人收藏家碰巧在北達科他州鮑曼附近的一個畜牧場里發現了一處不尋常的遺址。

地獄溪的大部分土地都歸私人所有,任何人支付可觀的報酬,牧場主都會把發掘權賣給他,不管他是古生物學家還是商業化石收集者。

那個私人藏家覺得這個遺址沒什麼好東西:1米來深的沉積層裡布滿魚類化石,但它們實在太脆,一接觸空氣就碎成了小片。這些魚類化石被好幾層潮濕開裂的泥土和沙子包裹,它們從來沒有凝固過,質地極軟,可以用鏟子挖起,或者用雙手分開。2012年7月,那名藏家把德帕爾馬帶到了遺址,並說歡迎他去研究。

次年七月,德帕爾馬又來到這處遺址去做初步發掘。他告訴我:「幾乎只有一眼,我就看出了這地方不一般。」

他開始鏟去發現魚類化石的地方上面的土層。這種「覆蓋層」(overburden)一般是標本生活的年代之後很久沉積的物質,它們很少引起古生物學家的興趣,往往被直接丟棄。但是當德帕爾馬開始挖掘時,他卻在土層中發現了一個個灰白色的斑點,它們粗看像是一粒粒沙子,但是用手持放大鏡仔細觀察,就會發現它們是微小的球形和細長的液滴形。「我心想,哎呀,這像是微玻璃隕石!」德帕爾馬回憶道。

從遺址發現的玻璃隕石, 1毫米的玻璃球 | Robert DePalma

微玻璃隕石(microtektites)是一種玻璃團塊,當熔化的岩石被小行星撞擊的威力拋到空中,凝固後又像毛毛雨似的落回地面,就會形成它們。這處遺址的微玻璃隕石似乎有幾百萬顆之多。

當德帕爾馬小心翼翼地挖開上層土時,一連串非同尋常的化石開始展現出來,它們非常脆弱,但保存極好

他回憶說:「那裡有神奇的植物化石,全都交錯纏結在一起,還有成片的木頭。有魚類被壓在一叢叢柏樹根上,樹榦上還布滿琥珀。」

大多數化石會被上方覆蓋的岩石壓扁,但在這裡,一切都是立體的,包括那些魚類,沉積物一下將它們包裹,保持了它們的形狀。「你可以看見它們的皮膚,還有在沉積物中豎得筆直的背鰭,都是科學上的新物種。」德帕爾馬說。隨著他的挖掘,這個發現的重大意義開始顯現出來。如果這正是他希望的遺址,那就意味著他已經做出了21世紀最重要的古生物學發現。

德帕爾馬的論文導師估計這處遺址會讓專家們忙碌50年,他還說:「羅伯特找到了太多前所未聞的東西,它們會寫進教科書。」丨Richard Barnes

撞擊那天發生的事,保存在這個遺址

收到德帕爾馬的電郵後,我安排了去地獄溪遺址參觀的行程。

到那裡時,遺址呈現在了我們的面前:這是一片隆起的荒涼土地,灰撲撲的,布滿裂紋,面積大約兩個足球場大。看起來彷彿月球的一塊碎片落在了這裡。

德帕爾馬回憶了發現的時刻。他在那個夏天挖出的第一塊化石,是一條約1.5米長的淡水匙吻鱘(paddlefish)。匙吻鱘今天還有,它們長著長長的骨質吻,用來在渾水裡探找食物。德帕爾馬拿起這塊化石,又在下面發現了一枚滄龍的牙齒,那是一種巨大的海洋食肉爬行動物。

他覺得納悶:一個是淡水魚,一個是海洋爬行類動物,兩者怎麼會在同一個地方?在這個離海洋至少幾英里的河岸上出現?(在古代有一條名叫「西部內陸海道」的淺河,從墨西哥灣向北進入北美洲。)

第二天,他又發現了一條海魚的尾巴,它寬約0.6米,看樣子像是用暴力從魚身上扯下來的。

保存完好的魚尾化石 | Robert DePalma

德帕爾馬說:「如果這魚死了一段時間,它的尾巴確實會腐爛並脫落。」但這條尾巴卻相當完好,「因此我知道它在魚死亡時、或死後不久就被掩埋了。」就像那枚滄龍的牙齒,它從原先活動的海里移動了幾英里,來到了內陸

「當我發現這一點時,我心想這不可能,不應該是這樣的。」德帕爾馬說。這些發現暗示了一個不同尋常的結論,這個結論有點出乎他的意料。「我當時有98%的信心。」他說。

第三天,德帕爾馬又在沉積物中發現了一處和周圍不同的地方。它的直徑約7.6厘米,看起來像是一個物體從天上掉進泥地里形成的一個隕石坑。以前的化石記錄中也有過類似的結構,那是冰雹擊中泥濘的表面形成的。當德帕爾馬刨開表層,露出隕石坑的橫截面時,他在坑底部發現了那個物體——不是冰雹,而是一個白色的小球。

這是一枚玻璃隕石,直徑約3毫米,是古代小行星撞擊地球所產生的塵降物。他繼續挖掘,又在隕石坑底發現了另一枚玻璃隕石,接著是一枚又一枚。玻璃經過數百萬年會變成粘土,現在這些玻璃隕石都成了粘土,但有些仍有著玻璃般的內核。

他之前發現的微玻璃隕石可能是被水衝到那裡的,但眼前的這些卻被困在了它們墜落的地方——德帕爾馬認為,它們從災難發生的那天起就一直在這裡了

德帕爾馬可能一舉填補了化石記錄的空白 | Richard Barnes

「我一看到這個,就知道這不是普通的洪水沉積。」德帕爾馬說,「我們不僅是接近了KT界線,這整個遺址就是KT界線!」

通過對地層的測繪,德帕爾馬提出了一個假說:

一股巨大的洪水衝進內陸,淹沒了一個河谷,也淹沒了此地所在的低洼地區,這可能是KT撞擊引發的海嘯的結果,咆哮的海水掃過墨西哥灣,向北淹沒了西部內陸海道。

當水流變緩,它把沿途席捲的一切都堆在了地上——首先是最重的物質,最後是浮在表面的東西。

所有這些很快被埋進淤泥並保存了下來:垂死和已死的海洋動物和淡水動物、植物、種子、樹榦、樹根、球果、松針、花和花粉、貝殼、骨頭、牙齒、卵、玻璃隕石、衝擊變質礦物、微小的鑽石、富含銥的灰塵、灰燼、木炭和布滿琥珀的木材。

隨著沉積物的沉澱,玻璃團塊也像雨點似的落在泥里,先是最大的,然後越來越小,直到雪花似的顆粒紛紛落下。

這些沉積物里保存了整個KT事件。」德帕爾馬說,「有了它們,我們就能繪出白堊紀滅亡的那一天了。」之前發現的古生物學遺址都無法與這次相提並論。如果德帕爾馬的假說正確,那麼這個遺址就有巨大的科學價值。

去年夏天,當沃爾特·阿爾瓦雷斯參觀發掘現場時,他被震驚了。他在給我的郵件中寫道:「這真是一處壯觀的遺址。」還說「要描述撞擊那天發生了什麼,這裡肯定是最佳的地點之一。」

在這個遺址,發現了很多樣本

德帕爾馬帶我看完發掘地點之後,又向我介紹了他的現場助理魯迪·帕斯庫奇。帕斯庫奇是個肌肉發達的男人,五十多歲,皮膚黝黑,沒刮鬍子,身穿一件無袖T恤,腳上是一雙防蛇迷彩靴,戴一頂布滿灰塵的旅行帽。兩個男人拿起工具,跳到坑洞底部,在洞壁三英尺(約1米)高的沉積物上尋找起來。

古生物學家羅伯特·德帕爾馬(Robert DePalma,右)正站在發掘現場,左邊白衣者是現場助理魯迪·帕斯庫奇(Rudy Pascucci)。提起自己的發現,德帕爾馬說:「這就像在失落的約柜上,發現了神秘失蹤多年的吉米·霍法白骨森森的手掌里攥著聖杯。」(譯註:吉米·霍法[Jimmy Hoffa],美國工會領袖,1975年失蹤,至今未破案)| Richard Barnes

為了開展細緻的工作,德帕爾馬使用了X-Acto牌多用刀和刷子,那都是古生物學家的常用工具,還有父親給他的一套牙醫工具。

古生物學的研究很考驗耐心,進展通常以毫米計算。我看著德帕爾馬和帕斯庫奇趴在烈日下,眼睛湊在土牆跟前幾英寸的地方,開始挖掘。德帕爾馬把多用刀子的刀尖插進沉積物的薄層里,一次挖出一個一角大小的薄片。他會仔細查看這個薄片,如果什麼也沒看到,就把它彈開。當碎片越來越多,他就用一支畫筆把它們掃成小堆;當小堆越來越多,再由帕斯庫奇用掃帚把它們掃成大堆,然後把它們鏟到發掘現場的另一頭堆起來。

半小時後,德帕爾馬發現了一大片羽毛。「在這裡每天都像在過聖誕節。」他說。他用精確的動作把羽毛挖了出來。那是泥土層里的一個脆弱印記,長約33厘米)。他說:「這是我發現的第九根羽毛,也是在地獄溪發現的第一塊羽毛化石。我相信這些都是恐龍的羽毛。我還不敢肯定。但這些羽毛很原始,而且大部分超過30厘米。在地獄溪沒有體型這麼大、羽毛這麼原始的鳥類。

最簡潔的假設,這是一種已知的恐龍,最可能是獸腳亞目,也許是迅猛龍。」他邊說邊繼續挖掘,「說不定我們會發現擁有這些羽毛的那頭迅猛龍,但是我很懷疑。這些羽毛可能是從很遠的地方漂來的。」

在遺址實地調查的德帕爾馬

他的多用刀挖出了一塊魚鰭化石的邊緣。又一條匙吻鱘見光了,後來證明它有近2米長。德帕爾馬探察了它周圍的沉積物,以確定它的位置和把它挖出來的最好方法。當更多魚身露出地面時,我們可以清楚地看到它約0.6米長的口鼻在水下的一棵南洋杉的樹枝上撞碎了——它也許是被洪水的巨浪硬推到樹上去的。

他注意到在這片遺址找到的每一條魚都是張著嘴死的,這也許說明它們曾在充滿沉積物的水中大口呼吸,最後窒息而死。

德帕爾馬繼續挖掘。陣風捲起塵雲,雨落了下來。雨過天晴之後,傍晚的陽光灑在草原上。德帕爾馬已經迷失在了另一段日子、另一個時間裡。「這塊木頭上有蠍蛾(bark-beetle)的痕迹。」他說。撞擊發生後的幾百萬年,植物化石上幾乎沒有這樣的損壞痕迹,當時昆蟲幾乎消失了。

德帕爾馬猜想,小行星可能是在秋天擊中地球的。他能得出這個結論,是因為他在發現的年輕的匙吻鱘及鱘魚化石和這些物種已知的生長率及孵化季節之間做了比較,還因為他發現了松柏的種子、無花果和某些花朵。他說:「在我們分析了那些花粉和硅藻顆粒之後,範圍就縮小了。」

左圖:德帕爾馬發掘的遺址的一塊土芯樣本。這個遺址或許保存了一份精確的地質學記錄,記載了那次幾乎消滅地球生物的小行星撞擊。右圖:這個遺址被古生物學家詹·斯密特認為是:「我們第一次看見那次撞擊的直接受害者。」丨Richard Barnes

在之後的一周里,新鮮的財富不斷冒了出來:更多羽毛、樹葉、種子、琥珀,還有幾條1~1.5米長的魚,以及十二個有著玻璃隕石的隕石坑。

我參觀過很多古生物學遺址,但從來沒見過在這麼短的時間內找到這麼多樣本。大多數考古發掘都很無聊:日子一天天或一周周的過去,卻沒找到什麼東西。但德帕爾馬似乎每半個小時就能發現一件值得一提的東西。

當德帕爾馬第一次考察這個遺址時,他注意到地里半埋著一個角龍亞目成員的髖骨,這一亞目最著名的成員是三角龍。幾年前有一個商業收集者試過挖掘它,但沒有成功,後來它被丟在原地,因為多年的暴露而破碎了。

起初,德帕爾馬只把它當成一件「垃圾」,並譴責了那個不負責任的收集者。但後來他想到:這麼重的一塊骨頭,是怎麼到達這麼接近洪水高水位線的地方的呢?他認為它一定是順水漂來的,而要在水上飄浮,它就必須包裹在乾燥的組織里——這意味著撞擊發生時,至少有一個恐龍物種還活者。他後來又發現,這塊髖骨上附著一塊手提箱大小的角龍皮膚化石。

發掘間歇,德帕爾馬離開去給一塊被沙塵切割並暴露出來沉積物拍照。他在沉積物上刮出了一個平滑的豎直面,然後用噴瓶在上面噴了一層水霧,使它顯出了顏色。它的最下一層相當雜亂,第一波洪水撕開了幾層泥土、砂礫和岩石,並將它們和燒焦以及正在燃燒的木塊攪拌在了一起。

接著德帕爾馬來到了坑壁上一圈淡淡的水壺形狀的輪廓前,仔細查看起來。它始於KT層頂部的一條隧道,向下延伸,最後擴張成了一個圓形洞穴,洞里填著另一種顏色的土壤,並止於下方基岩層未受擾動的堅硬砂岩。這看起來像是一隻小型動物在泥土裡挖了一個藏身之處。「是動物挖的嗎?」我問他。

德帕爾馬用刺刀將這片區域刮乾淨,然後噴上了水。「你說得對。」他說,「而且挖洞的不是小型恐龍,而是哺乳類。」根據居住動物的不同,地洞的形狀也各不相同。他注視著它,眼睛離岩石只有幾英寸,同時用刺刀的刀尖探查著它。「天,我覺得那小東西還在裡面!」

他計劃將整個地洞完好地切割下來,然後整個運回去做CT掃描,看看裡面有什麼。「任何白堊紀的哺乳類洞穴都非常罕見。」他說,「而這一個簡直不可能存在——它正好挖穿了KT界線。」他猜想,也許這隻哺乳動物活過了撞擊和洪水,它在泥土中打洞,想逃過之後那個冰冷黑暗的時期,但還是死了。他說:「它或許生在白堊紀、死在古新紀。想想看:6600萬年之後,一隻臭猴子又把它挖了出來,想搞明白到底發生了什麼。」

地獄溪遺址

當我離開地獄溪時,德帕爾馬向我強調了保密的必要性:關於他的發現,我不能告訴任何人,連最親近的朋友也不行。

古生物學的歷史上充滿了賄賂、陷害和欺詐的故事。在19世紀,這個國家最著名的兩位古生物學家奧塞內爾·馬什(Othniel C. Marsh)和愛德華·德林克·科普(Edward Drinker Cope)在美國西部開展了一場收集恐龍化石的激烈競賽。他們搶劫對方的藏品,賄賂彼此的隊員,還在印刷物和科學會議上互相誹謗。這場對抗後來被稱作「化石戰爭」(Bone Wars)。

古生物學的欺詐時代並未結束。德帕爾馬十分擔憂某個大博物館會來徵收這個遺址。

德帕爾馬知道,他一旦在這個遺址搞砸,職業生涯就很可能結束。他還知道自己在這個領域的地位很不牢靠,必須鞏固這一發現,以抵禦可能的批評。他在2015年已經領教過一次嚴酷的評判,當時他發表了一篇論文,介紹一個名為「達科塔盜龍」(Dakotaraptor)的新物種,但在重建骨骼時,他錯誤地插入了一塊海龜化石。雖然重建骨骼很不容易,需要排列數千塊已經和其他物種的骨頭混雜在一起的骨片,但這輪攻擊還是令德帕爾馬備感羞辱。他告訴我:「那種事我絕不想再來一次。」

撞擊那天,恐龍很可能還存在著

五年來,德帕爾馬一直在遺址發掘。他悄悄將他的發現告訴了五六位KT研究界的傑出人士,包括沃爾特·阿爾瓦雷斯,並徵求了他們的幫助。每年冬天不去現場發掘時,他就在波卡拉頓市佛羅里達大西洋大學的一間實驗室里準備和分析樣品,一次只分析幾件。那間實驗室位於地質樓,沒有窗戶,形狀像一塊楔子。德帕爾馬在實驗室的一角為自己辟出了一塊空間,剛好夠他一次研究一兩塊裝在封套里的化石。

漸漸地,德帕爾馬拼出了那場災難的一幅可能圖畫:

當遺址被水淹沒時,它周圍的森林已經起火,這一點可以根據遺址中發現的大量木炭、燒焦的木頭和琥珀推斷出來。

洪水來臨時不是一陣旋轉的波浪,而是一股強大洶湧的急流,裡面裹挾了大量不知所措的魚,以及植物和動物的殘骸。

德帕爾馬猜想,當水流變緩並退卻,這些東西就沉積了下來。

德帕爾馬錶示,他已經發現了12個新的動植物物種,並辨認了地獄溪已知的幾乎所有恐龍群體的破碎牙齒和骨骼,包括剛剛孵化的動物遺體。| Richard Barnes

在沉積物底層的一堆沉重的砂礫和玻璃隕石中間,德帕爾馬發現了地獄溪已知的幾乎每一種恐龍的破碎牙齒和骨骼,包括剛剛孵化的動物遺體,還有翼龍的殘骸,這些原先只在KT界線下方很遠的地層中發現過

他發現了一枚沒有孵化的恐龍蛋,裡面完好地保存著一具胚胎——這是一塊有巨大研究價值的化石。這枚蛋和其他遺骸指出,在那決定命運的一天,恐龍和其他主要爬行類很可能沒有立刻走向滅絕。德帕爾馬可能一舉解決了「三米問題」,並填補了化石記錄的空白。

到2013年的發掘季結束時,德帕爾馬已經確定這處遺址是由一次撞擊引發的洪水創造的了,但他還沒有決定性的證據能證明那就是KT撞擊。它也可能是大約同一時間另一顆大型小行星撞擊的結果。

「非凡的發現需要非凡的證據。」他說。如果他手上的玻璃隕石和希克蘇魯伯小行星的玻璃隕石具有同樣的地球化學成分,那就是強有力的證據了

希克蘇魯伯玻璃隕石很罕見,它們最豐富的儲備是在1990年發現的,那是海地的一片小小的露頭區,位於一道路塹上方的一道懸崖。2014年1月下旬,德帕爾馬到那裡收集了一批玻璃隕石,並將它們和他在遺址發現的玻璃隕石一起,送到了加拿大的一間獨立實驗室,對兩組樣本在同一時間、用同樣的設備做了分析。結果顯示它們的地球化學性質幾乎完全匹配

在德帕爾馬做出發現的前幾年裡,只有少數幾個科學家知道它們。其中之一是大衛·伯納姆(David Burnham),德帕爾馬在堪薩斯的論文導師,據他的估計,德帕爾馬的遺址至少能讓專家忙活五十年。他告訴我:「羅伯特發現了許多前所未聞的東西。比如鑲嵌著玻璃隕石的琥珀——老天!那根恐龍羽毛好得不像話,那個地洞更是讓你頭暈目眩。」

在古生物學中,「化石群」(Lagerst?tte)指的是一類罕見的化石遺址,它們保存著各種接近完好的樣本,幾乎構成了一個化石生態系統。伯納姆說:「這將成為一個著名的遺址,將會寫進教科書。這將是標誌KT滅絕的化石群。」

詹·斯密特(Jan Smit)是荷蘭阿姆斯特丹自由大學的一位古生物學家,也是KT撞擊的世界權威,他一直在幫助德帕爾馬分析研究結果,和伯納姆及沃爾特·阿爾瓦雷斯一樣,他也是德帕爾馬的那篇關於遺址的科學論文的合作者。除了他們還有八位作者。

「這是一個重大發現。」詹表示,「它解答了一個問題:恐龍到底是在撞擊時滅絕的、還是之前就衰落了?這是我們第一次看見撞擊的直接受害者。」

德帕馬爾(左)與詹(右)在檢查含有化石的岩石層

對這一發現,有些人表示懷疑

2016年9月的科羅拉多,德帕爾馬在美國地質學會的年會上報告了這個發現。他只說自己在KT洪水留下的一處沉積物里發現了玻璃液滴、衝擊變質礦物和化石。他將這處遺址命名為「坦尼斯」(Tanis),那是一座埃及古城的名字,是1981年的電影《奪寶奇兵》中保存約櫃的地方。在真實的坦尼斯,考古學家發現了一塊刻有三種書寫系統的石碑,和羅塞塔石碑一樣,它也對古埃及語的翻譯至關重要。德帕爾馬希望,他的坦尼斯遺址將有助於揭曉撞擊後第一天發生的事。

這次講話雖然信息有限,但還是引起了一陣騷動。

柯克·科克倫(Kirk Cochran)是紐約石溪大學海洋及大氣科學院的一名教授,他回憶說,當德帕爾馬報告他的發現時,聽眾發出了驚嘆。也有的科學家很謹慎。史密森國家自然歷史博物館館長柯克·約翰遜(Kirk Johnson)對我說:「我對這次報告實在懷疑,那肯定是編出來的。」約翰遜一直在測繪地獄溪的KT層。他的研究顯示,坦尼斯至少位於KT界線以下13米,年代或許比KT撞擊早了10萬年。

一位西海岸的KT事件權威兼著名古生物學家說:「我對這些發現很懷疑。德帕爾馬在科學會議上以各種方式報告發現,並根據它們提出了各種主張。他確實可能找到了了不起的東西,但他也有小題大做的名聲。」這位專家還認為德帕爾馬對坦尼斯遺址過度保密,他反對這種做法,認為這使其他科學家很難驗證他的主張。

遺址記錄的是,撞擊的第一個小時

在美國地址學會發表講話之後,德帕爾馬意識到他對坦尼斯遺址的理論有一個根本問題:

即便KT海嘯的移動速度約每小時160千米,到達3200千米之外的遺址也需要好幾個小時。玻璃團塊的灑落會在撞擊發生後的一小時內開始並結束。然而玻璃隕石卻掉進了洶湧的洪水裡。這在時間上完全顛倒了。

這已經不是古生物學問題,而是地球物理學和沉積學的問題

斯密特就是一名沉積學家,而德帕爾馬分享數據的另一位研究者、現任職於華盛頓大學的馬克·理查茲(Mark Richards),是地球物理學家。一次兩人在印度的那格浦爾開會,晚上一起吃飯時說起了這個問題,他們查了幾篇論文,又在紙上做了些粗略計算。其中一人提出,那些浪潮可能是一種名為「假潮」(seiche)的奇怪現象造成的

地震引起的「假潮」(seiche)

在大型地震中,地面的震動有時會使水塘、游泳池和浴缸中的水來回晃蕩。理查茲回憶道,2011年的日本地震開始後30分鐘,就在挪威的一處風平浪靜的峽灣中引起了約1.5米高的奇怪假潮,那是海嘯無法到達的地方。

理查茲原先估計,KT撞擊引發的全球地震可能比人類歷史上記載的最大地震強1000倍。依照這個尺度,他計算出那股強烈的震波會在撞擊後的6分鐘、10分鐘和13分鐘到達坦尼斯。(不同類型的地震波傳播速度不同。)劇烈震動足以引發一次大規模假潮。而在這之後幾秒或幾分鐘,空中就會灑下第一批玻璃團塊。當它們持續灑落,假潮也不停晃動,它每次放下一些沉積物,將玻璃隕石就地封存。

簡單地說,坦尼斯遺址記錄的多半不是撞擊後的第一天,而是第一個小時左右。如果這是事實,就會使這處遺址比先前認為的更加神奇。

這幾乎令人難以置信:這份對地球史上最重要的60分鐘的精確地質學記錄,居然保存到了千萬年後的今天,就好像是細密的岩層中記錄了一段高速度、高解析度的錄像。

如果坦尼斯遺址離撞擊點更近或者更遠,這個時間上的美麗巧合就不會出現。「這世界上還沒有過什麼東西這樣呈現在人的眼前。」理查茲告訴我。

撞擊之後,是新世界、新生命

6600萬年前的一天,地球上的生命幾乎走到了崩潰的末路。

撞擊之後,一個簡單得多的世界出現了。當陽光終於穿破煙霾,它照亮的是一片地獄般的景象。海洋乾涸了。陸地上蓋滿浮灰。森林只剩下燒焦的樹樁。因為溫室效應的作用,寒冷讓位於酷熱。大部分生命是一團團藻類和真菌:撞擊後的許多年裡,地球表面除了真菌罕有別的植物。老鼠似的哺乳動物在陰暗的下層植被中鬼鬼祟祟地生活。

但是最終,生命以新的形式出現並重新繁榮

KT事件持續吸引著科學家的興趣,一個重要原因是它在地球上留下的灰色印記是對生命的一個提醒。「如果那顆小行星沒有墜落,我們就不可能在這裡通電話。」史密特大笑著告訴我。德帕爾馬同意這個說法。

在小行星撞擊之前,哺乳動物最初的一億年里,它們只能在恐龍的腳下倉皇奔波,數量很少。「但恐龍消失之後,它們獲得了自由。」德帕爾馬說。

在下一世,哺乳動物經歷了爆發性的適應性輻射(adaptive radiation),演化出了令人眼花繚亂的各種形式,從渺小的蝙蝠到巨大的雷獸,從馬到鯨,從可怕的原始食肉哺乳動物到有著大腦袋的哺乳動物,後者演化出了可以抓握的手掌,以及可以看穿時間的心靈。

14種加拉帕戈斯雀,有共同的祖先 | 適應性輻射,britannica

「我們的起源可以追溯到那個事件。」德帕爾馬說,「在這個遺址,我們可以回到那個地方,和那一天產生聯繫,這是一種特別的體會。這裡就是白堊紀的最後一天。當你沿著地層向上一步,前進一天,你就來到了古新紀了。那是哺乳類的時代,那是我們的時代。」

作者:Douglas Preston

翻譯:紅豬

編輯:游識猷、Cloud

編譯來源: The Day the Dinosaurs Died

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