地球歷史的長(zhǎng)河中，恐龍滅絕事件無(wú)疑是最具神秘色彩的謎團(tuán)之一。白堊紀(jì)末期，約6600萬(wàn)年前，恐龍突然從地球上消失，這一事件不僅僅打破了生態(tài)平衡，也留下了無(wú)數(shù)未解之謎。科學(xué)家們一直在試圖解答：是什么原因?qū)е铝丝铸埖臏缃^？是氣候變化、火山活動(dòng)，還是一場(chǎng)外太空的災(zāi)難？

恐龍滅絕的謎團(tuán)：

火山爆發(fā)還是小行星撞擊？

關(guān)于恐龍滅絕，最廣為人知的理論是小行星撞擊說(shuō)和火山活動(dòng)說(shuō)?？茖W(xué)家認(rèn)為，一顆直徑約10公里的小行星撞擊地球，產(chǎn)生了巨大的沖擊波、火災(zāi)和震動(dòng)。隨之而來(lái)的大量塵埃和煙霧將陽(yáng)光遮擋，全球氣溫急劇下降，生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，最終導(dǎo)致恐龍的滅絕。然而，盡管這一理論具有廣泛的支持，也有不少學(xué)者提出了不同的聲音。

一些科學(xué)家堅(jiān)持認(rèn)為，恐龍的滅絕并非僅僅由外部撞擊事件引發(fā)，地球內(nèi)部的火山活動(dòng)和氣候變化也可能是重要因素。長(zhǎng)期的火山活動(dòng)可能已經(jīng)釋放出大量二氧化碳和硫化物，這些物質(zhì)加劇了溫室效應(yīng)，進(jìn)一步影響了地球氣候的穩(wěn)定性，給恐龍的生存帶來(lái)了巨大壓力。

然而，這一系列假說(shuō)并未能完全解答恐龍滅絕的真相?？茖W(xué)家們始終在不斷尋找新的線(xiàn)索或證據(jù)，希望能破解這一謎團(tuán)。而就在這個(gè)過(guò)程中，一個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)為我們打開(kāi)了新的視角……

銥元素的發(fā)現(xiàn)

在1980年，物理學(xué)家Luis Alvarez和他的兒子Walter Alvarez在意大利、丹麥和新西蘭暴露的深海石灰?guī)r中，銥元素的含量分別比6500萬(wàn)年前白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕事件的背景水平高出約30倍、160倍和20倍。這一異常現(xiàn)象讓他們提出了一個(gè)革命性的假說(shuō)：一顆巨大的小行星可能在白堊紀(jì)末期撞擊地球，導(dǎo)致大量銥元素隨著撞擊物質(zhì)傳播到地球表面，形成了這一銥異常層。這一理論發(fā)表在《科學(xué)》雜志上后，引起了學(xué)界的廣泛討論，并為科學(xué)家們提供了重新審視恐龍滅絕原因的重要證據(jù)。

諾獎(jiǎng)獲得者Luis Alvarez（左）和兒子Walter Alvarez（右）于1981年在意大利K/Pg界線(xiàn)前合影（圖片來(lái)源：wikipedia.org）

所以銥元素是什么？

銥（Ir）是一種化學(xué)元素，屬于元素周期表中的鉑族元素，原子序數(shù)77。銥因其極高的耐腐蝕性、耐高溫性以及良好的導(dǎo)電性，在許多生活中的高端應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。它廣泛用于制造汽車(chē)火花塞，尤其是在高性能引擎中，比普通鉑金火花塞具有更長(zhǎng)的使用壽命。此外，銥還被用于高端電子設(shè)備中的接觸點(diǎn)、醫(yī)療放射治療中的同位素（如銥-192）以及珠寶和飾品中的硬質(zhì)鑲嵌材料，增加了物品的硬度和光澤。

由于銥主要存在于外來(lái)物質(zhì)如隕石和流星中（在地殼中的濃度極低），成為了科學(xué)家研究地球與外部天體物質(zhì)交互的重要線(xiàn)索。

恐龍滅絕研究的新視角

Alvarez父子的發(fā)現(xiàn)打破了傳統(tǒng)的滅絕理論，提供了一個(gè)全新的視角。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)界普遍認(rèn)為恐龍滅絕與地球內(nèi)部活動(dòng)，如火山噴發(fā)或氣候變化，密切相關(guān)。然而，銥元素的異常分布，為行星撞擊說(shuō)提供了直接物理證據(jù)。銥通常存在于外來(lái)物質(zhì)如隕石和流星中，而在地殼中的濃度極低。這意味著，在恐龍滅絕的時(shí)期，外部天體的撞擊可能帶來(lái)了大量的銥元素，從而在地質(zhì)記錄中留下了這一顯著標(biāo)記。

這一觀點(diǎn)得到了進(jìn)一步的驗(yàn)證。墨西哥尤卡坦半島的?？颂K魯伯隕石坑是地球上已知的第三大隕石坑，直徑約180千米。這個(gè)隕石坑正是由6600萬(wàn)年前一顆直徑約10千米的小行星撞擊形成的，撞擊地點(diǎn)與白堊紀(jì)/古近紀(jì)（K/Pg）界線(xiàn)相符。該界線(xiàn)以一層銥含量顯著增加為標(biāo)志，成為地質(zhì)學(xué)上一個(gè)重要的指標(biāo)。

圖源：視覺(jué)中國(guó)

根據(jù)生物地層分布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，恐龍滅絕與這一界線(xiàn)密切相關(guān)，約12%的陸生物種幸存下來(lái)，但90%的淡水生物群落物種卻幸存了下來(lái)，因?yàn)榈锏纳娌煌耆蕾?lài)初級(jí)生產(chǎn)力，而是依賴(lài)于碎屑。此外，海洋中的菊石也幾乎全部滅絕，海洋浮游生物的多樣性和生產(chǎn)力顯著下降，然而底棲有孔蟲(chóng)物種在撞擊中幸存，因?yàn)樯詈５沫h(huán)境幾乎未發(fā)生變化。

始祖鳥(niǎo)化石

圖源：視覺(jué)中國(guó)

這一撞擊事件不僅直接導(dǎo)致恐龍的滅絕，還對(duì)地球的生物演化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。它為哺乳動(dòng)物的崛起提供了機(jī)會(huì)，最終為人類(lèi)的出現(xiàn)鋪平了道路。這一系列證據(jù)支持了外部撞擊對(duì)生物滅絕的決定性作用，同時(shí)也揭示了撞擊事件對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)造成的不同影響。

參考文獻(xiàn)

Luis W. Alvarez et al., Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction.Science208,1095-1108(1980).DOI:10.1126/science.208.4448.1095

Kaiho, K., Oshima, N., Adachi, K. et al. Global climate change driven by soot at the K-Pg boundary as the cause of the mass extinction. Sci Rep 6, 28427 (2016). https://doi.org/10.1038/srep28427

本文轉(zhuǎn)載自《石頭科普工作室》微信公眾號(hào)

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