本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
小行星2012 DA14的飛掠,特別是過去的和現在的俄羅斯流星,令人印象深刻地提醒我們,地球生物圈也可能受到外星力量的影響。然而,與大眾媒體的頭條新聞相反,大規模滅絕與大型隕石撞擊之間的聯絡仍然知之甚少。
斯卡利亞雜色巖 (Scaglia Variegata) 和 斯卡利亞灰巖 (Scaglia Cinerea) 是在晚始新世和早漸新世(分別為3600萬年前和3300萬年前)沉積形成的兩個地質構造。這個過渡時期以深刻的氣候變化和全球範圍內的生物危機為特徵。在不到一百萬年的時間裡,約有20%的海洋生物屬滅絕。這場大規模滅絕的原因尚未完全清楚。 漸進假說認為大陸的緩慢漂移(特別是南極洲向南極漂移以及隨後的全球降溫效應)以及由此引起的氣候和環境變化是原因; 災難假說則認為隕石撞擊是突發生物危機的主要原因。
事實上,在始新世時期,有兩個非常大的撞擊坑被確定年代:切薩皮克灣(位於北美)和波皮蓋 (Popigai)(西伯利亞)。 波皮蓋 隕石坑直徑達100公里,是地球上最大的撞擊坑之一(也是過去6500萬年內形成的最大的撞擊坑),其次是直徑85公里的切薩皮克灣隕石坑。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保有關塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
在馬西尼亞諾採石場(Massignano quarry)暴露的沉積物中發現了一些線索,可以解開始新世末期生物危機之謎。該採石場以義大利城市安科納附近的一個小村莊命名。
圖1. 馬西尼亞諾採石場(馬爾凱 - 義大利)的始新世-漸新世過渡期,在沉積層17之上(採石場頂部)。
在斯卡利亞雜色巖和斯卡利亞灰巖地層露頭的底部,已識別出兩個薄層,其特徵是元素銥和同位素氦-3的異常濃度。這兩種物質在地球地殼岩石中含量稀少,但在外星物質中濃度很高。這些層還含有礦物尖晶石和石英的球粒,呈現出片狀和破碎的結構。 這種顆粒只能透過高溫和高壓形成,正如撞擊期間所經歷的那樣。
幾乎可以肯定的是,在從始新世到漸新世的過渡時期,有兩個外星起源的物體撞擊了地球,但這兩個撞擊對地球生態系統的影響似乎非常有限。 使大型撞擊如何影響地球生命的問題複雜化的是時間上的不確定性。根據一些年代測定結果,這兩個提到的撞擊事件與始新世滅絕期(3700萬至3800萬年前)或始新世-漸新世界線(3550萬至3600萬年前)並不一致,而是分別發生在這些時期之前和之後100萬至200萬年。
圖2. “勞普死亡曲線”,以古生物學家大衛·M·勞普 (David M. Raup) 的名字命名。 RAUP 1991年的“死亡曲線”(藍色)最初是根據白堊紀-古近紀撞擊資料(約60%的物種因直徑約180公里的希克蘇魯伯隕石坑而滅絕)擬合的,它預測較小的撞擊也應該引起顯著的滅絕。然而,當繪製晚始新世撞擊事件(幾乎沒有引起滅絕)時,“死亡曲線”呈現出不同的S形,表明只有超過一定閾值值的撞擊才有可能引起大規模滅絕。 但即使是研究最充分的事件之一——希克蘇魯伯撞擊——也並非毫無疑問。
參考文獻
PROTHERO, D. (2006): After the Dinosaurs: The Age of Mammals (Life of the Past). Indiana University Press: 384