恐龙到底是被谁“灭门”的？有了新依据

liukang20242个月前 (05-24)群众吃瓜1108

在地球绵长的演化史中，呈现过许多令咱们感到惊讶的远古生物，比方恐龙。但惋惜的是，这些远古生物中的绝大多数早已在地球大巨细小的生物灭绝事情中消失了，恐龙就灭绝于大约6600万年前的白垩纪晚期生物大灭绝事情中。

尽管由于以往的许多电影和科普宣扬，群众们都认为白垩纪生物大灭绝是由于一颗小行星碰击到了地球上，但实际上科学界对此仍然还存在巨大争议。科学家们也在不断地寻找着“真凶”的蛛丝马迹。

最近的新发现是：导致恐龙灭绝的“凶手”不止一个，或许是“团伙作案”。

灭绝真凶：火山爆发仍是小行星碰击？

1978年，美国Dewey McLean教授最早提出他对白垩纪晚期生物大灭绝原因的观念：或许是由于地球上规划巨大的火山喷射事情导致的，这种规划巨大的火山喷射事情会构成大火成岩省，并很简单被地质学家们观察到。

大火成岩省（Large igneous province，LIP）是在地壳中规划巨大的火成岩的堆积，包含侵入或喷出。1992年，研讨者初次用此术语描绘面积大于100,000平方千米的火成岩堆积，在几百万年乃至更短的地质时刻距离内，发生基性火成岩喷出或深处侵入。

德干大型火成岩省（DLIP）是白垩纪/古近纪（K/Pg）界限处首要玄武岩熔岩很多喷出的产品，构成了世界上已知最大的火成岩省之一（Bryan et al. 2010），掩盖超越 500 000 km2（Watts & Cox 1989; Deshpande 1998; Chandrasekharam 2003; Vaidhyanadhan & Ramakrishnan 2008; Philpotts & Ague 2009）。传统的观念认为德干大火成岩省喷射出很多温室气体导致了其时气候变暖并有或许由此引起了恐龙灭绝，经过对德干玄武岩火山灰的高精度锆石U-Pb定年进一步支撑了这一观念。

可是很快，不同的声响提了出来。来自美国的物理学家Luis Alvarez（曾获1968年诺贝尔物理学奖）和他的儿子Walter Alvarez发现意大利古比奥K/Pg界限地层里含有反常高的铱元素含量。铱作为一种铂族元素的贵金属，在地壳中含量并不高，反而在小行星等“天外来客”里含量丰厚，所以他们提出了影响至今的小行星碰击说。这一极具戏剧性的假说很快就招引到了群众的重视，随后科学家们也不断发现了更多相关根据，比方在K/Pg界限之交的地层中的鱼鳃和琥珀化石中都能发现玻陨石这种小行星碰击的根据。

科学家们还确认了碰击地址，坐落如今墨西哥的尤卡坦半岛上，被命名为希克苏鲁伯陨石坑（Chicxulub Crater）。这是一颗直径约为10~15千米的小行星，在碰击后构成了这个直径约为180千米，深度约为20千米的大型陨石坑。

诺奖获得者Luis Alvarez（左）和儿子Walter Alvarez（右）于1981年在意大利K/Pg界限前合影（图片来历：wikipedia.org）

一份来自我国的新头绪

来自我国科学院南京地质古生物研讨所副研讨员李莎多年来一向从事对这次“灭门案件”的研讨，其所带领的研讨团队与我国地质大学（北京）教授万晓樵等协作，对案发其时一种特别的头绪——汞进行了盯梢研讨，将（K/Pg）界限邻近的海相（海洋环境中构成的堆积相的总称）和陆相（陆地环境中构成的堆积相的总称）地层中的汞记载进行了归纳比照。

汞（Hg），俗称水银，是常温常压下仅有的以液态存在的金属。火山活动是地质历史上重要的天然汞源，而且汞同位素可认为追寻汞源供给有用信息，所以它常常被科学家用来追寻地质史上的大型火山喷射活动。

汞有7种安稳同位素（196Hg, 198Hg, 199Hg, 200Hg, 201Hg, 202Hg, 204Hg），汞是少量具有明显质量分馏（简称Hg-MDF, 常用δ202Hg标明）和非质量分馏（简称Hg-MIF, 常用Δ199Hg标明）的金属元素。汞同位素的分馏分为质量分馏（MDF）和非质量分馏（MIF）。Hg-MDF与一系列的物理、化学和生物进程有关，而Hg-MIF首要与二价汞（HgII）的光致恢复进程有关。

火山来历的汞同位素接近于零（Zambardi 等，2009）。陆生植物经过气孔吸收大气中的汞，或许导致叶子中保存光恢复信号（MIF负偏）（Blum et al., ，2014），这些进程往往会在大陆体系（包含植物、煤炭、土壤、堆积物）中发生MIF负值（Shen et al., 2019）。科学家可以经过剖析Hg-MIF中汞同位素的数值巨细，然后追寻汞的来历（Blum et al., 2014; Štrok et al., 2015; Kwon et al., 2020; Jiskra et al., 2021）。

研讨人员整合了散布于全球各地26个要害剖面和钻孔材料，发现德干玄武岩喷射导致K/Pg界限之前或界限处的汞值与显生宙其他大灭绝事情界限处的汞数据具有类似的趋势。

鉴于火山活动在历史上屡次与大规划的生物灭绝事情联络在一起，德干玄武岩的喷射特别遭到科学家的亲近重视。这些喷射一般与明显的环境改变和生物多样性的大幅下降相关联，使得德干玄武岩在白垩纪晚期灭绝事情中的人物显得尤为重要。

汞示踪徳干大火成岩省的全球记载

（图片来历：南京古生物研讨所）

研讨人员归纳比照我国的胶莱盆地和松辽盆地、印度德干高原区域Meghalaya、丹麦StevnsKlin和意大利Bottaccione剖面和钻孔样品中的汞同位素值，发现Hg-MIF接近于0，阐明这些汞是由火山直接从地幔带出而没有阅历光致恢复进程（光激起发生化学恢复作用）。

此外，研讨人员还比照了我国平邑盆地、法国Bidart、意大利Padriciano和阿根廷Bajada del Jagüel的剖面和钻孔样品中的汞同位素值，发现Hg-MIF偏正，首要代表二价汞堆积，与汞的光致恢复相关；而在印度德干高原区域Jhilmili剖面，Hg-MIF偏负，估测与火山构成的陆源物质的输入有关，由于陆地物质（例如土壤和植被）首要经过大气中的Hg(0)堆积来接纳汞，因而汞同位素一般为负值（Blum et al., 2014）。

火山活动构成的不同汞反常所代表的地质环境示意图（图片来历：南京古生物研讨所）

白垩纪晚期生物大灭绝的凶手不止一个

Schoene等人（2019）运用铀-铅锆石定年办法，发现在徳干玄武岩喷射期间发生了四次高量喷射期——这被称为德干玄武岩的四次幕式活动。

而汞研讨标明，全球散布的剖面/钻孔的汞记载与徳干火山活动的前两幕相对应：第一幕德干玄武岩喷射事情，时刻约为6630万年—6615万年。正是由于此次喷射，导致了很多的二氧化碳和其他温室气体的开释，然后导致了白垩纪晚期变暖事情（LMWE：Latest Maastrichtian warming event马斯特里赫特期晚期变暖事情），这也使得海洋浮游有孔虫属种则发生部分灭绝、侏儒化、灾祸物种盛行（灾祸物种是指那些在生态体系遭到严重扰动或灾祸事情之后，如大规划灭绝事情之后，可以敏捷分散并占有主导地位的物种）。

但是，第二幕德干玄武岩喷射事情更为恐惧，时刻约为6610—6600万年，海量的喷射不只引起了巨大的气候动摇，还构成了大面积的海洋酸化。在“过山车”相同的气候改变和极度恶劣且不安稳的环境下，生物界开端连锁性逐步溃散，各物种开端了萎缩和消亡。在此布景之下，小行星的碰击就像压倒骆驼的终究一根稻草，给白垩纪生物们带来了丧命一击。

德干火山肆掠下的生物灭绝（图片来历：National Science Foundation, Zina Deretsky）

小行星的碰击对地球构成了极点的环境影响。在碰击发生的瞬间，高温文冲击波在或许瞬间消除了碰击区域邻近的很多生命，乃至连微生物都无法幸存。

在这一剧烈的碰击在地表构成了直径近180千米的巨大陨石坑后，巨大的海啸和连锁地震进一步扩展了灾祸的规模，导致更多生物的逝世。紧接着，跟着被扬起的碰击物的落下，地球下起了火雨。大片的植物被点着，地球被真实意义上的燃烧了起来，海量的二氧化碳和硫化物也被抛入大气，构成的硫酸气溶胶充满全球。与此同时，由碰击发生的很多尘土和碎片遮盖了太阳——地球或许在长达数年的时刻内都处于暗无天日的状况。

这种长时间的阳光阻断严重影响了海洋和陆地上的初级生产者，如浮游植物和植被，从而导致整个食物链的溃散。跟着初级生产者的削减，生物圈陷入了一段绵长的饥馑时期，进一步加重了生物多样性的损失。

由AI生成的6600百万年前在碰击发生后不久的Chicxulub陨石坑（图片来历：DALL·E）

终究，我国科学家根据汞数据恢复出来的白垩纪生物大灭绝进程是，首先由印度德干高原剧烈火山活动引发了全球生物多样性阑珊，然后由小行星碰击带来了丧命一击。

尽管这个案件破了，可德干火山活动第三幕（约65.9至65.8Ma）和第四幕（约65.6至65.5 Ma）的汞记载没有发现，还有待未来的科学家们再接再厉。

注：文中196Hg, 198Hg, 199Hg, 200Hg, 201Hg, 202Hg, 204Hg等，数字均为上角标

参考文献：

[1]Li, S.*, Grasby, S.E., Zhao, X., Chen, J., Zheng, D., Wang, H., Fang, Y., Zhang, Q., Yu, T., Tian, J., Du, S., Jarzembowski, E.A., Wang, Q., Zhang, H., Wan, X., Wang, B.*, 2022. Mercury evidence of Deccan volcanism driving the Latest Maastrichtian warming event. Geology 50, 1140–1144.

[2]Li, S. *, Grasby, S.E., Xing, Y., Jarzembowski, E.A., Wang, Q., Zhang, H. Wan, X., Wang, B., 2024. Mercury contents and isotope ratios in marine and terrestrial archives across the Cretaceous/Paleocene boundary. Earth-Science Reviews 248, 104635.

来历：科学大院

作者：王冠群刘芸李莎

作者单位：我国科学院南京地质古生物研讨所

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