是什么原因觸發(fā)了奧陶紀(jì)這場不同尋常的物種大爆炸呢?
觸發(fā)奧陶紀(jì)不同尋常的物種大爆發(fā)的原因,可能是寒武紀(jì)物種大爆發(fā)的突然停止在地球上下了充分的空間,因此不存在為新物種誕生而“清場”的需要。此外,奧陶紀(jì)時期的地球環(huán)境和地質(zhì)變化也適合生物多樣性的發(fā)展。在這一時期,地球各大陸已經(jīng)完全分開,地球生命呈現(xiàn)出明顯的地域性分布特點(diǎn),環(huán)繞各大陸的海洋都有各自不同的動物群。這一時期的地球造山運(yùn)動和火山活動也趨于活躍。在山脈的升高和侵蝕過程中,大量營養(yǎng)物質(zhì)流入海洋;而火山活動則產(chǎn)生了更多的營養(yǎng)物質(zhì),創(chuàng)造了許多有利于生物進(jìn)化的小環(huán)境。
溫暖穩(wěn)定的氣候條件也為生物多樣性的崛起提供了適逢其會的大好機(jī)遇。還有一個很重要的原因,這就是,當(dāng)時的海平面達(dá)到了有史以來的最高水平,大片溫暖的淺水水域覆蓋了各大陸的大陸架地區(qū),為生命的繁榮興盛提供了陽光、氧氣和各種營養(yǎng)物質(zhì),如此遼闊寬廣的海洋淺水水域是現(xiàn)代海洋所不擁有、也根本無法與之相比擬的。
引起奧陶紀(jì)物種大爆發(fā)的這些環(huán)境因素在科學(xué)界得到了普遍的認(rèn)可。不過,也有科學(xué)家認(rèn)為還可能有一個更簡單的解釋:來自外太空的觸發(fā)因素。
小行星撞擊通常被認(rèn)為給地球帶來了死亡和毀滅,但瑞士地質(zhì)學(xué)家伯奇·施米茨卻不這么認(rèn)為。他推測,正是奧陶紀(jì)時期頻繁的小行星撞擊事件,為地球生物多樣性創(chuàng)造了合適的條件和環(huán)境。他有證據(jù)可以證明這一推測。
1988年,瑞典自然歷史博物館宣布,在瑞典基尼庫萊山區(qū)自然保護(hù)區(qū)的一個采石場里發(fā)現(xiàn)了一塊屬于奧陶紀(jì)中期的石板,其間嵌有一塊隕石化石。自那以后,在這一地區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大約50塊隕石化石。年代測定研究表明,這些隕石是在4.67億年前撞擊地球墜入海洋中的,之后一直被埋在海底沉積層中,和奧陶紀(jì)時期的生物一起慢慢變成了化石。
遠(yuǎn)古時代小行星撞擊事件往往會在巖石里留下線索,而施米茨在瑞典奧陶紀(jì)的地質(zhì)層中發(fā)現(xiàn)了許多這樣的線索,他估計那一時期隕石撞擊地球的概率是現(xiàn)在的100倍。如果隕石撞擊地球如此大量而頻繁,那么緊隨其后的將是破壞性的小行星撞擊事件(迄至今日,科學(xué)家已在地球上發(fā)現(xiàn)了多達(dá)170處隕石坑)。施米茨得出一個結(jié)論:在奧陶紀(jì)中期,較大的小行星撞擊地球事件極為普遍,比過去5.4億年間多出5%至10%。
這與這一時期的物種大爆發(fā)有關(guān)系嗎?2000年至2002年間,古生物學(xué)家哈珀和他的研究小組對腕足動物的化石紀(jì)錄資料進(jìn)行了詳細(xì)的編撰整理,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在被稱為“波羅的海-斯堪的納維亞地區(qū)”的廣大地理區(qū)域內(nèi)(包括俄羅斯西部、瑞典、挪威和愛沙尼亞),腕足動物是數(shù)量最多、種類最豐富的一個動物群。由此可以證明,4.67 億年前生物多樣性的突然出現(xiàn),在時間上與這一時期頻繁的小行星和隕石撞擊地球事件驚人吻合。
施米茨認(rèn)為,小行星撞擊在給地球帶來破壞的同時,也有可能為生物多樣性創(chuàng)造了條件。據(jù)他推測,在奧陶紀(jì)初期,海洋生物分布廣泛,但沒有特別的棲息環(huán)境和生態(tài)上的偏好,而隕石撞擊則產(chǎn)生了許多局部的或地域性的差別,由此創(chuàng)造了許多適合生命進(jìn)化的小生境。
古生物學(xué)家對施米茨的推測持謹(jǐn)慎的歡迎態(tài)度,他們對這一理論很感興趣,但也認(rèn)為施米茨只對某個地區(qū)(波羅的海-斯堪的納維亞地區(qū))和某個生物群(腕足動物)有所發(fā)現(xiàn),因此還需要做進(jìn)一步的研究。
在奧陶紀(jì)末期,發(fā)生了一次物種大滅絕事件,使地球生命遭受重大致命打擊。但是,作為遠(yuǎn)古時代的一個輝煌傳奇,奧陶紀(jì)時期產(chǎn)生的一些復(fù)雜而多樣的生物一直延續(xù)到今天。
綜觀地球生命進(jìn)化史,生物多樣性繁榮盛景不會無限期地延續(xù)下去。就氣候條件來說,長期的溫暖氣候給奧陶紀(jì)的生命帶來了蓬勃生機(jī),但在奧陶紀(jì)后期,短暫冰河期的出現(xiàn)結(jié)束了這一黃金時期,寒冷給地球生命帶來了致命打擊,許多動物被凍死;而緊隨其后的氣候變暖又導(dǎo)致冰川融化,對海洋環(huán)流產(chǎn)生巨大影響,海水中氧氣含量急劇減少。
到奧陶紀(jì)末期(4.43億年前),地球生命遭受了一次重大致命打擊。這次滅絕事件造成大約85%的物種滅絕。古生物學(xué)家認(rèn)為這次物種滅絕是由全球氣候變冷造成的。大片的冰川使洋流和大氣環(huán)流變冷,致使整個地球溫度下降,冰川鎖住了水,海平面也降低了,原先豐富的沿海生物圈遭到破壞,最終導(dǎo)致了物種大滅絕事件發(fā)生。
“奧陶紀(jì)物種大爆發(fā)”是發(fā)生在遠(yuǎn)古時期的一個長期被人所忽略的輝煌傳奇,那個時期產(chǎn)生的一些復(fù)雜而多樣的生物一直延續(xù)到今天,作為地球歷史的遺贈,與我們?nèi)祟惞餐钤谶@個地球上。
發(fā)生在距今4.43億年前的奧陶紀(jì)末期物種大滅絕事件使大多數(shù)海洋動物滅絕,包括許多腕足動物和牙形石動物,三葉蟲的數(shù)量也大為減少。其實(shí),像奧陶紀(jì)末期這樣的物種大滅絕事件在地球上曾經(jīng)發(fā)生過多次,而其中最為嚴(yán)重的是發(fā)生在二疊紀(jì)末期的物種大滅絕事件。那么,當(dāng)時到底發(fā)生了什么可怕的事情,使這個藍(lán)色星球上的大部分物種突然消失呢?
滅絕原因探秘
大約2.5億年前,地球生命經(jīng)歷了有史以來最大規(guī)模的物種滅絕,幾乎所有的海洋動物和陸地動物都遭遇滅頂之災(zāi)。
大約2.5億年前,二疊紀(jì)末期,地球生命經(jīng)歷了有史以來最大規(guī)模的滅絕事件,幾乎所有的海洋動物和陸地動物都遭遇滅頂之災(zāi)。在這次滅絕事件中,大約有70%的陸生物種和超過95%的海洋物種消失。
在陸地上,原本繁盛的兩棲類、爬行類和昆蟲等幾乎都消失了;在海洋中,無脊椎動物和珊瑚等損失慘重,三葉蟲更是消失殆盡,沒有一種留到中生代。即便是使恐龍滅絕的白堊紀(jì)末期滅絕事件,其規(guī)模也只相當(dāng)于二疊紀(jì)末期滅絕事件的1/3。那么,究竟是什么原因?qū)е氯绱艘?guī)模的“大清洗”上演呢?
眾所周知,在過去的5億年間,地球至少經(jīng)歷了五次大規(guī)模物種滅絕,其中白堊紀(jì)末期的恐龍滅絕是最為人們所津津樂道的: 6500萬年前,一顆體積如珠穆朗瑪峰大小的小行星砸向地球,至今在墨西哥還保存著那個巨大的撞擊坑。那
么,二疊紀(jì)的災(zāi)難會不會也是類似原因——一顆或幾顆小行星撞擊地球造成的?不可否認(rèn),星際物質(zhì)曾不止一次撞擊地球。但是,在二疊紀(jì)發(fā)掘現(xiàn)場,古生物學(xué)家除了找到滅絕動物的化石以外,并沒有發(fā)現(xiàn)其他物證。更何況,從地球生命史看,星際物質(zhì)的撞擊并不一定引發(fā)物種滅絕。二疊紀(jì)“大清洗”會不會另有原因呢?
科學(xué)家從印度因火山噴發(fā)形成的德干巖群中尋找到玻璃沉積物的痕跡,從而揭示了火山氣體成分對大滅絕事件影響的奧秘——火山爆發(fā)產(chǎn)生大量含硫氣體和火山灰一類的塵埃物質(zhì),它們隨大氣運(yùn)動彌漫全球。一方面,懸浮在大氣中的塵埃微粒阻礙陽光的照射,抑制植物的光合作用,從而引起陸地和海洋食物鏈的崩潰;另一方面,氧化硫以酸雨形式下降到地面,對地球動植物形成毒害作用,進(jìn)一步加速食物鏈的崩潰。由于火山活動持續(xù)不斷,地球可能持續(xù)若干年低溫天氣。等到火山活動最終偃旗息鼓,火山微粒塵埃落定后,大氣中經(jīng)久不散的二氧化碳和甲烷等溫室氣體可能會引起持續(xù)性的全球氣候變暖。
那么,二疊紀(jì)物種大滅絕是否也是因火山爆發(fā)引起的呢?
科學(xué)家在美國內(nèi)華達(dá)山區(qū)(北美僅存的二疊紀(jì)考古現(xiàn)場之一)通過對不同巖層的取樣分析,找出了可能涉及物種滅絕的巖層,最終確定:“大清洗”發(fā)生在距今大約2.5億年前。接下來,科學(xué)家在如今的俄羅斯西伯利亞地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一個古老的火山群。盡管眼下這些火山已經(jīng)完全處于休眠狀態(tài),但在遠(yuǎn)古時期它們曾一度十分活躍??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),在二疊紀(jì)末期約100萬年間,火山持續(xù)爆發(fā),大量巖漿噴涌而出,將周邊面積與美國相當(dāng)?shù)囊淮笃貐^(qū)覆蓋,火山沉積物的厚度在局部地區(qū)甚至超過1600米。據(jù)粗略估計,火山噴發(fā)出的巖漿接近100萬立方千米。
根據(jù)上述發(fā)現(xiàn),有科學(xué)家提出“火山作用說”——二疊紀(jì)物種滅絕的罪魁禍?zhǔn)资腔鹕奖l(fā)。
火山爆發(fā)真的是造成二疊紀(jì)末期物種滅絕的罪魁禍?zhǔn)讍??要想做出判斷,得看火山爆發(fā)的規(guī)模是否足以改變二疊紀(jì)時期的環(huán)境,特別是當(dāng)時海洋的化學(xué)構(gòu)成。地球化學(xué)專家專門設(shè)計了一套計算機(jī)模型,借助大氣環(huán)流、洋流及溫度變化等數(shù)據(jù),重現(xiàn)二疊紀(jì)時期的氣候環(huán)境。
計算機(jī)模擬結(jié)果顯示,在西伯利亞的古火山群持續(xù)噴發(fā)時,熔巖只不過摧毀了周邊的地帶和生活其間的動植物,并沒有向世界其他地區(qū)蔓延,更沒有侵入整個海洋地帶。而真正帶來全球性危害的是從火山口噴涌出的各種氣體,包括現(xiàn)在我們常提及的溫室氣體二氧化碳。大量溫室氣體被排放到空氣中,導(dǎo)致地球氣溫持續(xù)上升。隨著全球變暖,海洋的水溫不斷升高,海洋中的化學(xué)構(gòu)成因而發(fā)生急劇變化。通常,海洋在較低的水溫條件下能容納更多的氣體。在海洋所容納的各種氣體中,氧氣無疑是最重要的。隨著海洋水溫持續(xù)升高,大量氧氣隨之散失,海洋環(huán)境日益惡化。由于缺氧,海水成為細(xì)菌滋長的樂園,細(xì)菌在大量繁殖的同時釋放出硫化氫,這是一種帶有腐雞蛋惡臭味的劇毒物質(zhì)。在充斥著硫化氫的海水中,有一種名為“紫硫”的細(xì)菌能夠持續(xù)繁殖。
按照這個模式發(fā)展,一段時間后,海洋的局部水域會出現(xiàn)硫化氫過量,大量硫化氫以劇毒氣泡的形式被釋放到大氣中,最終引發(fā)物種的大規(guī)模滅絕。
計算機(jī)模型是否真實(shí)再現(xiàn)了當(dāng)時的情景呢?有科學(xué)家認(rèn)為他們已經(jīng)找到了考古學(xué)上的證據(jù)——在相關(guān)巖層中找到了“紫硫”的蹤跡?,F(xiàn)在,不少科學(xué)家相信:二疊紀(jì)末期,火山群持續(xù)噴發(fā)二氧化碳等溫室氣體,引發(fā)全球范圍氣候變暖;海水溫度隨之上升,造成氧氣散失;海水缺氧導(dǎo)致細(xì)菌快速繁殖,進(jìn)而使大量有毒氣體生成和升騰,最終引發(fā)海陸生物的大量滅絕。
除了火山爆發(fā),造成二疊紀(jì)物種大滅絕事件的原因可能還有哪些呢?
關(guān)于二疊紀(jì)末期這次物種滅絕的原因,科學(xué)家還提出了種種猜測。一位美國古生物學(xué)家將這些觀點(diǎn)加以整理歸納并逐一進(jìn)行論述。在他看來,人們對“為什么會出現(xiàn)物種滅絕”的解釋不一,一方面反映探究遠(yuǎn)古物種滅絕之謎的難度,另一方面則顯現(xiàn)出科學(xué)家豐富的想象力和創(chuàng)造力。以下是他歸納的一些重要假說。
地外天體撞擊現(xiàn)在多數(shù)科學(xué)家都相信白堊紀(jì)末期恐龍時代的終結(jié)與巨型天體在墨西哥尤卡坦半島地區(qū)與地球發(fā)生猛烈撞擊有直接關(guān)系。有科學(xué)家提出,二疊紀(jì)物種滅絕也是因天體撞擊引發(fā)的——猛烈的撞擊引發(fā)頻繁的地震和海嘯;撞擊時形成的高溫沖擊波使周邊大片區(qū)域的所有物體化為灰燼;小行星或彗星的碎屑如煙花般散落,引發(fā)持續(xù)數(shù)周甚至更長時間的野火??諝庵械膲m埃物質(zhì)和有毒氣體在大火的助力下四處彌漫,在隨后數(shù)月間幾乎完全阻隔陽光的照射,導(dǎo)致地表溫度驟然下降,所有綠色植物的光合作用被迫中斷。待塵埃落定之后,大氣中充斥著大量溫室氣體,使地表溫度驟然升高,整個地球如火爐般熾熱。大量物種因?yàn)闊o法適應(yīng)全球范圍急劇的氣候變化而紛紛絕跡。
超級大陸形成根據(jù)板塊構(gòu)造學(xué)說,地球表面的陸地一直都在以不易覺察的緩慢速度進(jìn)行著重組。有證據(jù)顯示地球早期的超級大陸——泛古大陸大約形成于二疊紀(jì)中期。據(jù)此,早在上世紀(jì)70年代就有地質(zhì)學(xué)家指出,二疊紀(jì)物種大滅絕是在泛古大陸的形成過程中引發(fā)的。由于陸地板塊的合并,原本生活在不同區(qū)域的物種匯集到一起,為了爭奪有限的資源,它們之間的生存競爭變得異常激烈,最終落敗的一方不得不從地球上消失。再者,泛古大陸在形成過程中勢必引發(fā)局部甚至全球范圍的氣候變化。由于面積廣闊,泛古大陸不同區(qū)域之間甚至可能出現(xiàn)混亂的季節(jié)轉(zhuǎn)換。原本習(xí)慣在溫帶水域生活的生物無法在低溫水域中存活。更多物種則面臨空前的生存壓力,一部分適應(yīng)能力極差的物種首先滅絕,而與之構(gòu)成食物鏈的其他物種也受到牽連,最終大量物種相繼絕跡。
冰川作用奧陶紀(jì)晚期,地球經(jīng)歷了一次全球范圍的持續(xù)降溫。隨著冰川的蔓延,地球生物遭遇有史以來僅次于二疊紀(jì)大滅絕的“大清洗”。
有科學(xué)家提出,二疊紀(jì)的物種大滅絕可能也與冰川活動有關(guān)。冰川在生成過程中會引起海水消退,使近海大陸架的面積減少。近海大陸架是各種海洋動植物的主要棲息場所,棲息地面積的減少勢必導(dǎo)致不同物種之間為爭奪有限資源而展開激烈競爭,許多物種因此最終走向滅絕。而在陸地上,隨著巨型冰川的逐漸擴(kuò)張,一些無法及時遷徙的動植物走向滅絕。不過,有地質(zhì)學(xué)家指出,從分布在歐亞大陸的巖層分析,二疊紀(jì)末期海平面一直呈上升趨勢,因此冰川導(dǎo)致物種滅絕的說法被質(zhì)疑。
海洋缺氧 海洋缺氧是指海洋上部和中部海水中氧氣不足甚至嚴(yán)重缺氧的狀況。造成這種狀況的原因很復(fù)雜,存在許多爭議,但比較一致的意見是:海洋缺氧與全球嚴(yán)重持續(xù)變暖有關(guān),多數(shù)與連續(xù)發(fā)生的大規(guī)?;鹕奖l(fā)有關(guān)。
有證據(jù)顯示,在二疊紀(jì)晚期,不論是海洋生物主要棲息的淺海水域還是深海海域,氧氣的含量都處于低水平狀態(tài)。因此,有科學(xué)家指出,海洋缺氧可能是破解二疊紀(jì)物種滅絕的關(guān)鍵因素。對于絕大多數(shù)海洋生物而言,缺氧意味著窒息。而對于同樣生活在海洋中、具有厭氧特性的細(xì)菌而言,缺氧不僅有利于它們的快速繁殖,甚至還會使它們釋放出比平時多得多的硫化氫。劇毒的硫化氫在海洋中蔓延,勢必導(dǎo)致更多海洋生物滅絕。而隨著過量硫化氫慢慢被釋放到大氣層中,生活在海邊的陸生動物也在劫難逃。大氣中的硫化氫還可能引起臭氧層空洞,引發(fā)強(qiáng)烈的紫外線輻射,從而傷害更多的物種。
甲烷爆發(fā)近海大陸架的沉積物中保存了豐富的甲烷(俗稱“沼氣“)??茖W(xué)家認(rèn)為,甲烷爆發(fā)也是造成物種大滅絕的原因之一。甲烷氣水包合物(也稱甲烷水合物、甲烷冰或可燃冰)形成于大陸架。當(dāng)全球變暖、海平面下降或地震時,溫度迅速升高或壓力驟降,甲烷氣水包合物中的甲烷氣體就會被迅速釋放出來,而甲烷氣體是比二氧化碳更厲害的溫室氣體,如果水底大量的甲烷水合物融化并釋放進(jìn)入地球大氣,將引起全球氣溫迅速升高;如果甲烷爆發(fā)本身就是由氣候變暖引起的,則將進(jìn)一步加快全球氣候變暖趨勢。有科學(xué)家提出,二疊紀(jì)晚期可能出現(xiàn)過甲烷爆發(fā),導(dǎo)致全球溫度持續(xù)升高,最終引發(fā)物種大滅絕事件。這種猜測還有待相關(guān)證據(jù)支持,但從另一個角度看,它就像一個警示,告誡人類密切關(guān)注溫室氣體的排放問題。
在長達(dá)1.4億年的漫長歲月里,恐龍的地球霸主地位從未受到過任何挑戰(zhàn)。然而,它們卻在一個很短的時期內(nèi)突然全部消失了。是誰殺死了恐龍?小行星撞擊?火山大爆發(fā)?抑或伽馬射線爆發(fā)?它們是餓死?毒死?凍死?熱死?淹死?干死?窒息而死?受輻射而死?或者因多種原因綜合作用而死?在所有大滅絕之謎中,“恐龍滅絕之謎”最為人們所關(guān)注。
關(guān)于恐龍滅絕的理論可謂眾說紛紜,其中采信度最大的是“地外天體撞擊”。該理論認(rèn)為,6500萬年前,一顆小行星撞擊了如今墨西哥灣地區(qū)的尤卡坦半島,留下一個巨大的隕石坑,稱霸地球的恐龍因此滅絕??茖W(xué)家描繪了當(dāng)時的圖景:來自天外的巨大火球令整個世界燃燒起來,煙塵遮天蔽日,地球進(jìn)入長達(dá)數(shù)月也許數(shù)年的漫長冬天,恐龍就此滅絕。然而,近些年來,不斷有新的研究對這一經(jīng)典理論提出挑戰(zhàn)。
美國科學(xué)家吉爾塔·凱勒認(rèn)為,與恐龍滅絕有關(guān)的小行星撞擊不是一次,而是兩次。
科學(xué)界的流行理論認(rèn)為,6500萬年前撞擊在墨西哥尤卡坦半島的一塊巨大隕石導(dǎo)致了恐龍的滅絕。但是,美國普林斯頓大學(xué)教授凱勒卻指出,地質(zhì)分析表明這次撞擊與恐龍滅絕在年代上不相吻合。
2004年,凱勒在對從尤卡坦半島??颂K魯伯隕石坑地表以下約1500米深處鉆取出的巖芯樣本進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),該隕石坑形成時間比K-T時期要早30萬年左右。
之后,她又在美國德克薩斯州的布拉索斯河谷地區(qū)羅斯巴德鎮(zhèn)地表以下50米處鉆取了3份地芯樣本。布拉索斯河谷地區(qū)被認(rèn)為是研究形成尤卡坦半島??颂K魯伯隕石坑的那次天體撞擊事件影響的最佳地點(diǎn)。結(jié)果,凱勒發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致這個平均直徑達(dá)180千米的隕石坑形成的天體撞擊所噴射出的玻璃沉積物,在地質(zhì)年代上與在大滅絕中滅絕的生物化石相差了30萬年。據(jù)此,凱勒指出,外來天體撞擊可能是恐龍滅絕的原因之一,但真正給了恐龍致命一擊的,也許并不是形成尤卡坦半島隕石坑的那次撞擊,而是一次人們尚不了解的撞擊事件。
凱勒等人認(rèn)為,恐龍和同時期其他一些物種的滅絕,很可能是多種因素綜合作用的結(jié)果。比如說,在比白堊紀(jì)-第三紀(jì)交界時期更早的時期,地球上火山噴發(fā)活動就開始活躍,地球氣候變暖,給生態(tài)系統(tǒng)帶來壓力。白堊紀(jì)-第三紀(jì)交界時期地球所受的外來天體撞擊,與火山噴發(fā)活動一起,給了恐龍致命的最后一擊。不過,這最后一擊可能不是形成??颂K魯伯隕石坑的那次外來天體撞擊,而是白堊紀(jì)-第三紀(jì)交界時期,在其他地方發(fā)生的、尚未得到證實(shí)的一次外來天體撞擊事件。
凱勒發(fā)現(xiàn),這些玻璃沉積物是在極高溫度條件下形成的,藉此可以想象當(dāng)年的情景:來自天外的大火球以極高的溫度將數(shù)十億噸巖石蒸發(fā)汽化,然后凝結(jié)成熾熱的小球,最后落回地面;熾熱的石球雨從天而降,地球上的森林被點(diǎn)燃,環(huán)境溫度高達(dá)數(shù)千攝氏度。來自外太空的火球還釋放出大量有害化學(xué)物質(zhì),嚴(yán)重污染地面水質(zhì)并形成酸雨。據(jù)推測,當(dāng)時酸雨中的pH值之低可與酸性電池中的強(qiáng)酸相比擬,地球上包括恐龍?jiān)趦?nèi)的動植物都遭受了酸雨之害。
撞擊和燃燒形成的大量煙塵遮蔽了太陽,在長達(dá)數(shù)月甚至數(shù)年的時間里,地球陷入寒冷與黑暗之中,有幸逃過撞擊和煙火之劫的恐龍不是凍死就是餓死。不過,一些體型較小的哺乳動物挖掘地洞逃到了地底下,從而躲過了這場火與冰的考驗(yàn)。當(dāng)?shù)厍颦h(huán)境漸漸恢復(fù)后,它們又重新回到地面上來。
如果凱勒的研究是正確的話,那么與恐龍滅絕有關(guān)的小行星撞擊就不是一次而是兩次:第一次的威力已經(jīng)夠大,殺死了許多恐龍,但還沒有將它們逼至滅絕境地,也沒有留下含銥量高的巖層;而第二次從太空奔向地球的小行星則在地球上留下了大量的銥,并將恐龍全數(shù)滅絕。遺憾的是,迄至今日,人們還不知道這次撞擊的隕石坑究竟在何處。
有科學(xué)家懷疑天體撞擊未必能滅絕恐龍。他們認(rèn)為恐龍滅絕的原因可能更為復(fù)雜。
當(dāng)持上述兩種不同觀點(diǎn)的科學(xué)家相持不下時,又有科學(xué)家提出,地球曾多次遭受小行星撞擊,但即使是非常嚴(yán)重的撞擊事件,也很少與大規(guī)模的物種滅絕事件在時間上相吻合。正因?yàn)榇?,他們懷疑來自外太空的撞擊事件未必能滅絕恐龍。有一些新的證據(jù)可以印證他們的懷疑。
他們對火球燃燒理論和酸雨理論等提出了異議。比如,樹蛙等兩棲動物對酸雨十分敏感,酸雨會影響它們的新陳代謝,導(dǎo)致它們無法在水中繁殖后代。如果在白堊紀(jì)末期真的發(fā)生過導(dǎo)致恐龍滅絕的酸雨事件,那么所有的兩棲動物應(yīng)該早就從地球上消失了,但事實(shí)上它們幾乎全都存活了下來,這表明白堊紀(jì)末期并沒有出現(xiàn)過如電池強(qiáng)酸那樣的酸雨。如果酸雨理論不成立,那么所謂撞擊形成“黑暗和寒冬”理論也不成立,因?yàn)楹推渌溲獎游镆粯?,兩棲動物無法在如此嚴(yán)酷的環(huán)境中生存。
如果說恐龍不是被火球烤死的,不是被酸雨毒死的,也不是被嚴(yán)寒凍死的,那么小行星撞擊導(dǎo)致恐龍滅絕的理論就存在太多無法自圓其說的漏洞。一些科學(xué)家指出,恐龍有可能是因其他原因而逐漸消失的,也許在K-T分界線(K-T 界線(K-T boundary),K代表德文的Kreide或希臘文kreta,二者都是白堊的意思。是介于白堊紀(jì)和第三紀(jì)之間的界線,富含銥的黏土層,大約出現(xiàn)在六千五百萬年前。這段期間發(fā)生大規(guī)模的絕種,包括恐龍和其他的動物族群,都遭受滅絕的命運(yùn)。)之前約1000萬年,恐龍的生存環(huán)境就已開始惡化,原先郁郁蔥蔥的沿海平原變得貧脊,海平面急劇下降,恐龍賴以生息的自然棲息地漸漸消失。
棲息地消失或萎縮,食物大量減少,恐龍所依賴的自然生態(tài)環(huán)境發(fā)生了巨大的變化,大約在K-T分界線之前的1000萬年至3000萬年間,恐龍數(shù)量大大減少,有科學(xué)家在對這一時期的恐龍化石紀(jì)錄進(jìn)行分析后認(rèn)定,這一時期有40%的恐龍種類滅絕。
也就是說,在尤卡坦半島小行星撞擊事件發(fā)生前3000萬年,恐龍已經(jīng)陷入生存困境。那么,接下來又發(fā)生了什么呢?地球環(huán)境繼續(xù)惡化,在K-T分界線之前約50萬年,地球經(jīng)歷了歷史上破壞性最大的火山活動事件,數(shù)百萬立方千米的火山熔巖在印度德干地區(qū)噴涌而出?;鹕疆a(chǎn)生的溫室氣體使得地球在長達(dá)50萬年的時間里溫度上升了8攝氏度,它所帶來的后果無疑是災(zāi)難性的。
也許我們還可以從生活在這一時期的其他一些古生物化石來推斷恐龍?jiān)谶@一時期的命運(yùn)。K-T分界線往前推進(jìn)6000萬年,世界各地的海洋里大約有20種菊石;
K-T分界線前3000萬年,只剩下15種左右;到K-T分界線前1000萬年,只剩下不到10種。由此可見,在小行星撞擊之前,物種滅絕已經(jīng)在進(jìn)行之中。令人驚訝的是,海洋魚類、陸地爬行動物,甚至哺乳動物的化石紀(jì)錄都顯示了類似的逐漸減少的模式,據(jù)此可以想象在這一時期恐龍也在漸漸消失。
根據(jù)這一理論,無論有沒有小行星撞擊的影響,恐龍都注定會滅絕。對于食草恐龍來說,當(dāng)所有的植物都消失后,它們也就完了;當(dāng)食草恐龍沒有了時,食肉恐龍也就失去了食物來源。
假若這個理論正確,恐龍是何其不幸,在多災(zāi)多難的白堊紀(jì)末期成為了多種不利環(huán)境因素的犧牲品。
最近,一位美國科學(xué)家給出一種新的說法:恐龍可能是被淹死的。
關(guān)于恐龍滅絕的原因至今沒有確切說法,多數(shù)科學(xué)家相信是地外天體撞擊地球或火山大爆發(fā)導(dǎo)致了恐龍的滅絕。不過,最近有一位美國人給出一個新說法:恐龍可能是被淹死的。
美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校地質(zhì)和地球物理學(xué)助教尚南·彼得斯試圖用一種新理論來解釋恐龍及所有其他生物的滅絕。他在最近發(fā)表于《自然》雜志上的論文中稱,漫長地質(zhì)時期內(nèi)海平面的大規(guī)模升降,才是地球過去5億年間物種大滅絕的主要原因。
海平面升降是如何導(dǎo)致包括恐龍?jiān)趦?nèi)的物種滅絕事件發(fā)生的呢?彼得斯使用統(tǒng)計學(xué)上的確鑿數(shù)據(jù)證明,在過去數(shù)百萬年的歲月中,地球海洋隨著地球構(gòu)造板塊移動和氣候變化發(fā)生著周期性的變化,時而向外擴(kuò)張延伸,時而后退萎縮。在歷史上的某些時期,地球上的大部分陸地都被淺海所覆蓋,巨鯊和滄龍等大量滋生。
當(dāng)這些淺海地區(qū)干涸后,巨鯊和滄龍等相繼消失,大陸架的生物多樣性環(huán)境也隨之發(fā)生變化。與海平面升降有關(guān)的海洋環(huán)境對物種大滅絕形成了一種巨大的推動力——在海洋環(huán)境的劇烈變動中,一些物種幸存下來,一些則消失了。
彼得斯的新理論吸引人之處在于:盡管像海平面升降這樣的事件在地球生命進(jìn)化史上曾發(fā)生過很多次,但過去的研究者對物種大滅絕事件與海平面升降事件之間是否存在聯(lián)系并不重視;而彼得斯則在兩者之間建立起了明確的時間上的聯(lián)系。
那么,導(dǎo)致海平面升降的原因又是什么呢?一種解釋是地球構(gòu)造板塊的移動,另一種解釋是氣候變化。地球冰蓋一直在經(jīng)歷著形成、發(fā)展、融化和消退的過程,這既自然又正常,原因是地球繞太陽運(yùn)行軌道的變化。
然而,正如我們所知,自恐龍滅絕之后,人類逐漸統(tǒng)治了整個地球,而且目前正以相當(dāng)快的速度令地球逐漸變暖。20世紀(jì)是過去1000年來溫度上升最快的100年,而在這100年中,過去10幾年的溫度最高。彼得斯說,如果全球變暖仍以目前的速度繼續(xù)下去,海平面肯定會上升。
海平面上升70米后的亞洲部分地區(qū)
據(jù)專家預(yù)測,到2100年,海平面將上升50厘米。這聽起來不足為慮,但屆時全世界大多數(shù)人都將生活在海邊。
科學(xué)家在十多年前就指出,人類正在給地球帶來巨大的破壞性的影響,將造成災(zāi)難性的全球氣候變化,而現(xiàn)在這一預(yù)言正在逐漸成為現(xiàn)實(shí)。有證據(jù)表明,物種消失正在加速,我們可能在有生之年親身經(jīng)歷一場物種大滅絕災(zāi)難,其規(guī)??膳c史上包括恐龍滅絕在內(nèi)的前五次大滅絕災(zāi)難相當(dāng),而人類可能被列于此次滅絕物種的名單之中。要阻止災(zāi)難發(fā)生,關(guān)鍵還在人類自己??茖W(xué)家呼吁人類立即行動起來,采取措施保護(hù)環(huán)境,減少污染物排放,維護(hù)生態(tài)平衡,走可持續(xù)發(fā)展道路。
今天,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類的活動正嚴(yán)重地影響著生態(tài)環(huán)境:全球氣候變暖、資源匱乏、物種滅絕、環(huán)境污染、土地沙化、水土流失、沙塵暴……所有這些都為我們提供了思考全球?yàn)?zāi)難可能景象的基礎(chǔ)。換言之,我們對物種大滅絕的深刻認(rèn)識正是來自于人類自身對生態(tài)環(huán)境的破壞。
有科學(xué)家預(yù)測,到21世紀(jì)中期,人類對自然動植物棲息地的破壞將造成30%至50%的現(xiàn)有物種滅絕。這似乎聳人聽聞,但絕非沒有依據(jù)。70%的生物學(xué)家將現(xiàn)今時代歸類為物種滅絕事件的一部分。根據(jù)美國自然歷史博物館的一項(xiàng)調(diào)查,如今物種消失的速度甚至有可能是有史以來最快的。有科學(xué)家預(yù)測,在未來100年里,地球上的一半物種將會消失。國際自然與自然資源保護(hù)聯(lián)合會(IUCN)瀕危物種紅皮書每年都顯示出物種滅絕正在加速的趨勢。
在2017年的IUCN瀕危物種紅皮書所評估的41415個地球物種中,有16306種被列為瀕危物種,所占比例為39%。這些瀕危物種包括:1/3的兩棲動物,1/4的世界松樹種類和其他針葉樹,1/8的鳥類和1/4的哺乳動物。
還有研究確認(rèn)了熱帶雨林、島嶼和山地594處“瀕臨滅絕中心”。更令人擔(dān)憂的是,大部分“瀕臨滅絕中心”周圍都是人口密集的人類居住地。
那么,造成如此大規(guī)模的物種消失或?yàn)l危的原因是什么呢?如果說,以往地球歷史上的歷次大滅絕事件因?yàn)槿狈ψC據(jù)我們可能無法確定其真實(shí)原因,那么這一次,毋庸置疑的是,罪魁禍?zhǔn)资俏覀內(nèi)祟悺?/p>
當(dāng)許多物種消失后,世界會變成什么樣子?地球上擁有豐富生物多樣性的熱帶雨林和珊瑚礁等將呈現(xiàn)一片衰敗寂寥。對于如今正迫近瀕危境地的大型哺乳動物和其他一些動物來說,21世紀(jì)將成為這些動物進(jìn)化道路上的終止線,如白鰭豚、
非洲黑犀牛等,目前都已被局限于一些非常小的生存環(huán)境中。
而一些入侵生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)顯示,它們對當(dāng)?shù)匚锓N具有巨大的破壞性作用。我們這一代人,也許還有我們的后代,有一天將會發(fā)現(xiàn)自己被包圍在由害蟲和野草構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)中,入侵物種將繁榮起來,一些新的具有潛在危險的微生物在人類還沒有來得及建立起足夠的抵抗力量之前,就給人類帶來了危害。
可喜的是人類已經(jīng)開始重視這些問題。最近的調(diào)查表明,人們對環(huán)境變化的關(guān)注程度正在急劇上升,關(guān)注的焦點(diǎn)除全球變暖之外,還有其他一些環(huán)境問題,如森林濫伐、飲用水污染、人口過剩以及生物多樣性消失等。
IUCN瀕危物種紅皮書表明,一小部分瀕危物種通過一些環(huán)境保護(hù)組織的努力已重新獲得了復(fù)蘇的機(jī)會。這些努力包括挽救歐洲白尾海雕和湄公河鯰魚,南非一些受保護(hù)的狹窄的棲息地“走廊”已與一些較大的天然保護(hù)地連成了一大片,這些棲息地“走廊”還與馬哈馬群島的珊瑚礁連在了一起,有利于保護(hù)區(qū)內(nèi)的物種自由來去,進(jìn)行基因交換,以保持種群繁榮。一些與自然保護(hù)區(qū)鄰近的咖啡種植園也因這些自然保護(hù)措施而獲益,野生蜂群授粉增加了種植園的咖啡產(chǎn)量。北美地區(qū)有害氣體污染的排放量(如氮氧化物)開始趨向平穩(wěn),在歐洲甚至還有所下降,世界許多城市正在考慮為城市“熱島”降溫的綠色環(huán)保措施。
生態(tài)學(xué)家指出,我們生活在一個由人類主宰的世界里,可以說地球上已經(jīng)沒有人類足跡未到之處,但人類會永遠(yuǎn)是地球的主宰嗎?我們應(yīng)該不失時機(jī)地通過國際間的共同努力來阻止人類自我毀滅的愚蠢行為。