文化

6600 万年前的化石遗址,可以告诉我们关于恐龙灭绝的线索

William J. Broad · Kenneth Chang ·

它就像是那天拍得最好的一张照片,增进了科学界对“曾经发生的生物大毁灭的全部特点及范围”的了解。

本文只能在《好奇心日报》发布,即使我们允许了也不许转载*

6600 万年前,一颗巨大的陨石撞击地球,落在了现如今墨西哥海岸的位置。热浪烧毁了方圆数英里的土地,几千里以外的生物也注定要遭受灭顶之灾,就算躲过了烈焰和硫磺,特大地震和不可思议的巨浪也会让它们送命。

现在,科学家发现了一处不同寻常的化石遗址。这里有着超过四英尺深的沉淀物和生物残骸,历史似乎刚好可以追溯到流星撞击地球那一天。几乎就在地球受到撞击的那一刻,这些沉淀物和生物被埋进了如今美国北达科他州的位置,然后在接下来几亿年间逐渐变成了化石。这个化石遗址清楚详细地记录了世界末日那一天巨大陨石带来的影响:它为包括人类这一灵长动物在内的哺乳动物进化扫清了道路

一流科学期刊《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)周五(当地时间 3 月 29 日)刊登的一篇文章中,一个由 12 位科学家组成的国际团队介绍了北达科他州鲍曼市(Bowman)附近的一场考古挖掘。这个挖掘点记录了一个古老的湖泊及栖息在此的生物迅速灭亡的过程。

这颗陨石撞击现今墨西哥尤卡坦半岛(Yucatán Peninsula)附近水域时,留下了一个被称为“希克苏鲁伯”(Chicxulub)的巨大陨石坑在数千里以外引发了巨变,其中就包括现今的北达科他州。这场巨大的撞击发生后几个小时或者几分钟内,海洋生物被海啸和地震席卷到了内陆,和树木、花朵、一些现如今早已灭亡的淡水鱼等各种各样的内陆生物混杂在了一起。

这一大堆生物很快就被埋葬了起来,而且保存得很好。它们形成的沉淀物中渗透进了一些被称为“玻陨石”(tektites)的黏土和玻璃小球。这些玻陨石在撞击中被喷射出来,从天而降,形成了熔岩。

研究人员在论文中指出,这个化石层记录了希克苏鲁伯撞击对地球生命的直接影响。作者写道,它就像是那天拍得最好的一张照片,增进了科学界对“曾经发生的生物大毁灭的全部特点及范围”的了解。

这个研究项目的首席研究员是 37 岁的罗伯特·A·德帕尔马(Robert A. DePalma),他是佛罗里达州棕榈滩自然历史博物馆(Palm Beach Museum of Natural History)的馆长,也是美国堪萨斯大学的研究生。2012 年,他得到一位农场主的允许,进入了这个丰富的化石层,接着他在这里秘密挖掘了数年。周五,《纽约客》网站发表了一篇文章,详细叙述了他为之付出的心血。

德帕尔马开始逐步向一些顶尖科学家分享自己的发现,一些科学家加入了他的研究,成为了论文的共同作者。这其中也包括了加州大学伯克利分校的地质学家沃尔特·阿尔瓦雷斯(Walter Alvarez),他早在几十年前就率先提出过,恐龙灭绝是由此类天体撞击造成的

岩石中混杂着树木、树枝、鱼和其他动物的化石。德帕尔马在采访中表示:“你要是看不见风化的岩石上突出的尸体,那你准是瞎了。如果你看见露出地面的岩层,你就不可能会错过这些化石。”

论文介绍了玻陨石像雨滴一样滴入水中,堵塞住鱼鳃,随后鱼被汹涌的水流杀死的过程。这些水可能是从墨西哥湾穿过当时横贯北美的内海流过来的。不过,作者也提出了另一种可能性更大的解释:撞击产生了相当于 10 级或 11 级地震的灾难性震动,导致水从遥远的琥珀和海洋中涌出,流入相连的河道。

“大体上来说,这股力量就像洗衣机一样搅动着水流,”英国曼彻斯特大学(University of Manchester)古生物学家、论文的作者之一菲利普·L·曼宁(Phillip L. Manning)说,“震波消散时,水体中的东西几乎立刻就会被甩出去。”

他说,这些东西构成了他、德帕尔马以及同事们在论文中介绍的北达科他州沉淀物。

德帕尔马表示,他最初对于自己的发现很失望。他原本希望这片遗址可以揭示多年间有节奏的季节变化。然而,可供研究的材料已经沉入了洪水之中。他说:“我研究多个季节沉积形成的池塘沉淀物的想法化为了泡影。”

团队在沉淀物中发现了一处古老的淡水池塘,灾难发生时,池塘里的居民很快就被一波又一波的沉淀物和碎片残骸包在了一起。化石中有鲟鱼和六英尺长的白鲟(它们的鳞片完好无损,身体却被撕得粉碎),有海洋贝类,还有树叶、蕨叶和烧焦的树干。鱼的尸体没有出现膨胀、腐烂、被食腐动物啃食过的现象,说明它们很快就被掩埋了,也说明这场灾难后几乎没有动物能活下来去挖掘它们。

化石沉淀里也充满了玻陨石。这些细小的玻璃珠子是行星级别的撞击所产生的放射性物质。50% 的化石鱼被发现鱼鳃中含有玻陨石,就好像这些鱼吸入了这一物质。科学家们还从琥珀中复原出了玻陨石。6600 万年来,它们的化学成分都没有发生变化,而且与其他和希克苏鲁伯撞击有关的玻陨石的独特化学成分极为吻合。

这一化石层的最顶层富含铱。阿尔瓦雷斯博士最初在其他地方确认过,这种稀有金属是大型天体撞击地球产生的。铱是一种贵金属,属于铂族元素,陨石中铱的含量比地球岩石中更丰富。

“6600 万年前鱼的鳃里就有撞击产生的微粒了,树上的琥珀里也有撞击产生的微粒,这太离奇太不可思议了,你得反复确认才能相信,”没有参与此项研究的匹兹堡卡内基自然历史博物馆(Carnegie Museum of Natural History)脊椎动物古生物学家马修·拉曼纳(Matthew Lamanna)表示,“我得说,他们想要说明的东西是非常非常难说明的。我认为,他们在这方面做得很好。”

希克苏鲁伯撞击以及由此引起的全球性灾难,有时被认为是导致恐龙灭亡的致命一击。但许多科学家认为,导致这一巨大爬行动物灭亡的是其他一系列因素,比如火山爆发和气候变迁。

《纽约客》上发表的文章写到了有关挖掘地点的种种信息,内容远远超过了论文发表的发现。文章援引德帕尔马的话称,他还在沉淀物中发现了许多恐龙的残骸,这意味着北达科他州这处遗址可能是世界上第一个明确将天地撞击与恐龙时代终结联系起来的地方。

道格拉斯·普雷斯顿(Douglas Preston)撰写的这篇文章称,德帕尔马挖掘出了“破碎的牙齿和骨头,包括幼崽的残骸,而且几乎涵盖了每一种恐龙”。一颗恐龙蛋里含有胚胎和其他残骸,“这表明恐龙和其他主要爬行动物可能并没有在那悲惨的一天灭亡” 。

爱丁堡大学(University of Edinburgh)脊椎动物古生物学家、进化生物学家史蒂夫·布鲁萨特(Steve Brusatte)接受采访时表示,《纽约客》描绘的这一化石发现是“一个非凡的故事”,他想要相信这个故事。“但令人失望的是,同行评审的论文中并没有提及恐龙,”他说,“因为论文中没有提及,我就没有可以评估这一说法的证据。”

至于现在,布鲁萨特表示:“关于这个故事中恐龙的部分,我产生的疑问多于我得到的答案。”

德帕尔马表示,第一篇论文是为了证明那个灾难性的一天发生的时间以及当时的地质情况,随后的论文将会更加详细地介绍恐龙等在这场灾难中死去的当地生物。他说:“这不是一篇关于恐龙的论文。这篇论文介绍的是这处化石遗址的基本情况,以及它形成的过程。”


翻译:熊猫译社 钱功毅

题图版权:Robert DePalma/University of Kansas

© 2019 THE NEW YORK TIMES


原文链接 (已下线): https://www.qdaily.com/articles/62565.html
Wayback 快照: http://web.archive.org/web/20190401230214/https://www.qdaily.com/articles/62565.html