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大約6600萬年前（白堊紀末期），一顆直徑12千米的巨大的小行星，撞擊了現(xiàn)在的墨西哥尤卡坦半島，形成了希克蘇魯伯隕石坑。那次撞擊引發(fā)了一系列效應，全球陷入漫長的冬天，生態(tài)系統(tǒng)瓦解，并最終導致地球上約75%的動植物物種的滅絕，其中就包括恐龍。這次集群滅絕被稱為白堊紀-古近紀（K-Pg）滅絕事件，是目前公認的地球上第五次大滅絕。

這是一則我們耳熟能詳?shù)墓适?。許多學者都認為，?？颂K魯伯小行星的撞擊是此次滅絕的關鍵誘因。然而，關于小行星在撞擊地面后發(fā)生的事情，仍然存在疑問?？茖W家還沒有完全搞清楚對于注入大氣中的各種碎屑對氣候的影響。

在一項新發(fā)表于《自然·地球科學》雜志上的研究中，一個國際地球科學家團隊認為，導致全球陷入致命的冬季、大量動植物物種滅絕的罪魁禍首，可能是塵埃。

  三種主要的細顆粒噴發(fā)物 

早期研究表明，由于隕石坑噴出的物質(zhì)進入更高的大氣中，導致撞擊后第一年的全球年平均地表溫度急劇下降至少10°C。

近年來，一些關于希克蘇魯伯古氣候的模擬研究，則更詳細地研究了由于撞擊而注入大氣的細顆粒（通常直徑小于10微米）對氣候的短期影響。

?？颂K魯伯隕石坑的細顆粒噴發(fā)物主要有三種構成：

1. 由水和含硫氣體形成的含硫顆粒；

2. 由富含有機物的巖石燃燒和全球野火釋放產(chǎn)生的碳煙顆粒；

3. 由尤卡坦半島的晶質(zhì)基底粉碎形成的硅酸鹽塵埃顆粒。

一直以來，科學家對于撞擊所產(chǎn)生的這幾種細顆粒的排放質(zhì)量和性質(zhì)都不甚了解，因此關于它們在大氣中的壽命及其短期氣候效應，也存在許多不確定性。量化這些細顆粒在氣候危機中的作用，對于更好地了解撞擊后出現(xiàn)的全球冬季的嚴重性和持續(xù)時間，以及確定大規(guī)模滅絕事件的致命機制至關重要。

早在1980年，Luis Alvarez（1968年諾貝爾物理學獎得主）和他的兒子Walter Alvarez（地質(zhì)學家）就首次提出，恐龍之所以滅絕，與小行星在撞擊地球后，地球因為塵埃的籠罩而陷入漫長的冬季中有關。

然而，在21世紀初，這種假設遭到了質(zhì)疑。因為當時有研究認為，撞擊所產(chǎn)生的碎屑巖顆粒的比例和質(zhì)量都太小，無法讓地球陷入冬季。并有研究指出，撞擊后釋放到大氣中的硫，是導致全球陷入冬季的一個更重要的驅(qū)動因素，因為這些含硫氣體能夠以硫酸鹽顆粒的形式，在平流層中存在數(shù)十年。

另外，自20世紀80年代中期以來，也有學者認為撞擊后的冬季是由碳煙顆粒引起的。碳煙顆粒是有效的光吸收體，可以遮擋太陽輻照，延長撞擊后的冷卻。

然而長期以來，科學家對于硅酸鹽塵埃顆粒是否也會造成影響，則知之甚少。這主要是因為很少有研究測量這些顆粒的大小和分布。

  新的樣本分析與模擬  

為了進一步調(diào)查，在新研究中，研究團隊分析了一個保存完好的巖石樣本，該樣本形成于?？颂K魯伯小行星撞擊地球時。

他們測量了樣本中的硫、碳煙和硅酸鹽礦物的含量，發(fā)現(xiàn)樣本中含有比預期更多的小而細的硅酸鹽塵埃顆?！睆綇?.8微米到8.0微米不等，平均大小為2.88微米。

研究人員預計，在小行星撞擊后注入大氣層的所有物質(zhì)中，有75%是硅酸鹽塵埃、24%是硫、1%是碳煙。他們利用這些信息進行了古氣候模擬，評估了撞擊產(chǎn)生的硅酸鹽塵埃、硫以及野火產(chǎn)生的碳煙對撞擊后氣候的相對影響和綜合影響。

模擬結果表明，含硫顆粒和硅酸鹽塵埃都對地表溫度降低具有顯著影響，導致撞擊后的冬季延長至20年左右，其中前5到8年最為嚴重。硅酸鹽塵埃顆粒在撞擊后在大氣中停留了長達15年的時間，在此期間，全球平均地表溫度下降了約15℃。

在阻擋植物和浮游植物用于光合作用的光方面，硅酸鹽塵埃顆粒起到了比含硫顆粒更大的作用。他們的模擬結果表明，硅酸鹽塵埃導致在撞擊之后植物光合作用停止了近兩年時間，造成許多食草性動物缺乏食物，引發(fā)了一系列陸地和海洋生物的災難性滅絕事件。

  了解過去的意義 

這項研究是科學家首次通過古氣候模擬表明，光合作用活動曾在小行星撞擊地球后受到了長達兩年的抑制，并且塵埃引發(fā)了長達15到20年的全球冬季。研究人員表示，他們還需要更深入地了解是什么導致了全球變冷或光合作用的喪失，以便更好地理解在?？颂K魯小行星撞擊地面后的確切致命機制。他們強調(diào)，發(fā)現(xiàn)在過去的大滅絕事件期間發(fā)生了什么，不僅對了解我們的過去很重要，對我們預見未來的滅絕事件也很重要。