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恐龙灭绝于哪个季节?科学家确认小行星撞击地球时北半球正处于春天

科技 9个月前 社科兔
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恐龙灭绝于哪个季节?科学家确认小行星撞击地球时北半球正处于春天6600万年前的一个春天,原本是新的一年、新的开始,恐龙长达1.65亿年的统治宣告结束,整个地球的进化历程也就此改变。

  导语:科学家确认引起白垩纪末大灭绝的小行星撞击事件发生在当时的春季或者夏季,春季的可能性较大。

  新浪科技讯 北京时间12月31日消息,在佛罗里达大西洋大学(FAU)研究人员、以及一支国际科学家团队的带领下,一项突破性研究确定了6600万年前导致恐龙灭绝的希克苏鲁伯小行星撞击地球的确切时间。在那一年的春季,原本是新的一年、新的开始,恐龙长达1.65亿年的统治宣告结束,整个地球的进化历程也就此改变。此次研究结果已发表在《科学报告》期刊上,大大增强了我们追溯地球生命毁灭初期阶段的能力。此次研究的高级作者罗伯特•德帕尔玛(FAU查尔斯施密特理学院地质科学兼职教授、曼彻斯特大学博士生)和第二作者安东•奥雷尼克(FAU地质科学副教授)对这项研究做出了巨大贡献,极大增加了我们对这起导致恐龙灭绝的撞击事件的了解。

恐龙灭绝于哪个季节?科学家确认小行星撞击地球时北半球正处于春天  6600万年前的白垩纪末小行星撞击北美是产生了超级海啸,杀死并掩埋了鱼类、哺乳动物、昆虫和多种恐龙,这是地球最近一次集群大灭绝灾难的第一批受害者。 图片来源:罗伯特·德帕尔马。

  “时间在许多生物功能中都扮演了重要的角色,比如繁殖、捕食策略、宿主-寄生虫关系、季节性休眠、繁育规律等等。”德帕尔玛指出,“因此一场全球性灾难事件发生时在一年中所处的时间会在很大程度上影响其对生命的冲击程度。因此在针对白垩纪末大灭绝的研究中,希克苏鲁伯小行星撞击地球的季节一直是个关键问题。在此次研究之前,这个问题的答案一直悬而未决。”

恐龙灭绝于哪个季节?科学家确认小行星撞击地球时北半球正处于春天

恐龙灭绝于哪个季节?科学家确认小行星撞击地球时北半球正处于春天白垩纪末期(马斯特里赫特期)北美洲地图

  几十年来,我们只知道希克苏鲁伯小行星在6600万年前撞上了墨西哥尤卡坦半岛。这次撞击引发了地球历史上的第三次大灭绝事件,极大影响了全球生物圈,甚至与当前的全球生态危机直接相关。但关于撞击发生后的具体细节、以及此次事件如何导致了全球物种大灭绝,我们掌握的信息一直非常模糊。

恐龙灭绝于哪个季节?科学家确认小行星撞击地球时北半球正处于春天图为在北达科塔遗址现场的德帕尔玛(左)和奥雷尼克(右)。

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  此次研究其实早在2014年便已开始,应用了多种传统与尖端科技,将一系列线索一一拼凑起来,最终判断出了希克苏鲁伯小行星撞击地球时所处的季节。德帕尔玛特意考察了美国北达科塔州的塔尼斯化石遗址(全世界细节最多的白垩纪-古近纪分界遗址之一),寻找此次灭绝事件的内部运作机制。在建立新学术桥梁的同时,此次研究还提供了许多重要的新数据。

恐龙灭绝于哪个季节?科学家确认小行星撞击地球时北半球正处于春天  塔尼斯鱼(Tanis)一岁以下幼鱼死亡的估计年表。A-C,编译了现代鱼类分类群(多齿目、鲟科、阿米科),相对于产卵后时间跨度的体型范围。在早期产卵(ES)和晚期产卵(LS)起始点之间用括号括住该生长数据,给出了相对于给定体型(阴影区域)的可能的季节性终点的全谱。塔尼斯鱼的标本广泛分布在早春至夏末之间。相关的重叠区域进一步细化了这一点,将死亡时间确定为春末夏中。

  “北达科塔的这处遗址为我们提供了许多令人激动的新信息。在开展了大量艰苦的分析工作后,从此处收集的实地数据向我们提供了极其丰富的细节,不仅让我们可以详细了解到白垩纪和古近纪交界时发生了什么,还弄清了发生的时间。”奥雷尼克指出,“最神奇的是,有多条相互独立的证据线都清晰地显示了6600万年前的那颗小行星撞击地球时是什么季节。科学最了不起之处在于,它让我们可以从不同的角度和精度重新考察那些看似广为人知的事实和事件,从而促进我们对自然界的认识和理解。此次研究还证明,就算在21世纪,地质学和古生物学也仍有许多真相尚待发现。”

  在2019年由德帕尔玛带领的一项研究中,研究团队利用放射性定年法、地层学、花粉化石、标志化石、以及富含铱的黏土层位置,确定了塔尼斯遗址正是在希克苏鲁伯小行星撞击地球时形成的。

恐龙灭绝于哪个季节?科学家确认小行星撞击地球时北半球正处于春天  季节性昆虫行为的相关范围、根据一岁以下鱼类化石大小范围推断的一年时间以及组织学数据)为白垩纪末大灭绝撞击事件提供了精确的时间估计。

  同一项研究还表明,大量地下水在撞击后涌出,导致沉积物迅速下沉,不仅准确记录了事件发生的时间,还保存了大批白垩纪和古近纪交界时期死亡脊椎动物的遗骸。这堆被紧紧压在一起的植物、动物、树木和小行星碎片为我们提供了一个得天独厚的机会,可以借此弄清白垩纪-古近纪交界事件的详细情况、遭此劫难的生物群、以及它们生前居住的环境。

  “化石记录是我们了解生物对全球性灾难反应的关键。不弄清这些信息,我们面临现代灾难事件时就很难正确应对。”德帕尔玛指出,“何况我们目前已经逼近了又一次全球性生物灾难的边界,这些化学记录对我们更显得尤为重要。”

  在此处考古遗址中发现的鱼骨化石的独特结构和生长纹就像二维码一样,显示分析的所有鱼死亡时都处于春夏生长期。对生长纹开展的同位素分析也证实了这一点。

  该团队还列出了多条证据线,为自己的发现提供了进一步支持。对幼鱼化石的分析采用了一种名叫“同步加速器-快速扫描X射线荧光(SRS-XRF)”的尖端技术,由斯坦福同步辐射光源(SSRL)开展,为我们提供了一种确定沉积物形成季节的全新方法。

  通过比较这些化石中最幼龄的鱼的身体大小、以及现代鱼类的生长速度,该团队推测出了这些鱼被埋入地下时大约已经孵化了多久。他们再将这一信息与现代鱼类的产卵季节比对,推断出了塔尼斯遗址沉积物形成时所处的季节范围。结果为春季到夏季之间,与鱼骨显示的结果相吻合。

  “像这种伟大发现的美妙之处在于,它为科学界、乃至整个世界都提供了一个宝贵的机会。”德帕尔玛指出,“它不仅回答了许多重要的问题,还点燃了新的灵感火花,促使我们不断向前。”

  在塔尼斯遗址处开展的研究还远未完成,接下来还将开展其它项目,希望能为我们揭露这段关键时期的更多细节。除了本文中这支主研究团队外,还有来自其它研究机构的多名研究人员也对该遗址展开了考察。这项大规模合作在短时间内丝毫没有结束的迹象。(叶子)

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