小行星撞击地球

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  在很长一段时间里,恐龙强健的肌肉似乎胜过了哺乳动物的大脑。而在6500万年前,所有这一切在眨眼之间全变了。
  伴随一颗直径约10千米~15千米的小行星猛烈撞击地球,恐龙世界仅在几个小时之内就消失了。巨大的撞击造成了大规模的灭绝事件,这一期间,大约所有物种中近一半的物种转瞬即逝。地质学家将其称为K-T事件,因为此次事件发生在白垩纪与第三纪交界的这一期间,后者被称为新生代,始于6500万年前。
  这颗小行星当时撞击地球的速度是30千米/秒(约合10万千米/小时),仅用几秒钟就穿越了地球的大气层。其坠落的准确地点是现代墨西哥尤卡坦半岛的希克苏鲁伯陨石坑。炽热的溶岩喷涌至空中,形成巨大的尘团,造成地面数月之内不见阳光。石灰石也融化了,向大气中喷洒着二氧化碳。在撞击点数百千米的方圆内,完全不再有生命存在;由此向更外围的数百千米方圆,是森林大火的火海。在墨西哥湾,巨大的海啸水墙自上而下地坍塌,瞬间杀死数百公里内的鱼类和恐龙。
  在更远一点儿的地方,小行星撞击的直接影响稍小一些。但在几周之后,整个大气层发生了变化。烟尘阻挡了阳光,造成类似今人想象的核冬天。硝酸雨从天而降,杀死了它所触碰到的大部分生物。整个地球表面陷入黑暗之中,前后长达两年之久,因而关闭了光合作用,要知道这是生命体连接阳光的生命线。当灰尘变薄,阳光开始从雾霾中重返地面时,地球很快变暖,因为整个大气层中更多的成分是二氧化碳和甲烷。几年以后,这场劫难的可怜的幸存者再度开始光合作用和呼吸,可它们置身其中的却是一个炎热的温室世界。
  大气层真正恢复常态可能是在数千年之后。与此同时,此前已有的动植物物种差不多有一半都已灭绝。大型物种遭受的打击尤为严重,因为它们需要更多的能量且数量较少,繁殖的速度也比小型生物慢。这正是大恐龙遭受灭顶之灾的原因。不过,现代鸟类是小恐龙的后代,因为有些小恐龙侥幸躲过了劫难。较小动物的命运稍好一些,如啮齿类哺乳动物,其中有些此后将成为我们的祖先。
  有关此次小行星撞击的影响,最早的证据是地质学家沃尔特·阿尔瓦雷茨及其团队在意大利的山岩中发现的。此前,地质学家已经确知,以白垩纪末期为分界线,此前此后的岩石有着显著差异。被称为有孔虫的浮游生物化石在此次劫难前的旧岩层中时有所见,但在此后的岩层中就彻底消失了。但地质学家当时尚不清楚,这一变化究竟是在数万年间还是在短短一两年间发生的。1977年,在意大利古比奥附近的一个遗址,阿尔瓦雷茨的研究团队发现,自白垩纪末期,山岩中稀有元素铱的成分显著上升。这一点非常令人奇怪,因为铱元素在地球上很少见,反倒在小行星中颇为常见。阿尔瓦雷茨及其同事在意大利其他许多地方也发现了铱元素颇高的情况,目前,我们已知全世界至少有100个类似的地点。看来,铱元素肯定是小行星带来的。而这便指向了一次灾难性的事件。
  后希克苏鲁伯世界是作为我们人类先祖的哺乳动物进化的世界,即新生代的世界,从6500万年前一直延续至今。
  作为哺乳动物,我们人类基因的90%,或曰DNA中约30亿个碱基对,与其他哺乳动物相同。也就是说,我们与其他哺乳动物的不同,只在DNA那10%的地方。
  如同所有的哺乳动物,我们人类也属于温血动物,这就意味着我们需要比大多数爬行动物更多的能量来维持自己的体温并使大脑持续运行。人类的大脑须特别强大,因为人类必需掌握很多生态技巧,才能维持自身所需的大量食物和能流。虽然最早的类哺乳动物还没有老鼠大,但它们可能已经学会了照顾幼崽,就像今天的哺乳动物一样,其大脑相比自己的身体都出奇得大。有袋动物与有胎盘类动物之间最基本的差异至少可追溯到1.7亿年前。
  在侏罗纪和白垩纪1.5亿年左右的漫长时间里,大多数哺乳动物仍然很小,在月光下的灌木丛中穿行。此时的哺乳动物形态各异,其中有些像狗,比如强壮爬兽就是一种大到足以噬食小恐龙及其幼崽的动物。有些会游泳,于是又返回了海洋。有些酷似蝙蝠,有些会捕食昆虫,有些还会爬树。大约1.5亿年前,哺乳动物世界因新型植物的进化而发生改变,而此前在植物界居统治地位的是针叶树和蕨类植物。这里所说的新型植物是指被子植物,能够开花结果,被子植物从此一直统治着森林和林地,甚至在今日的公园和庭院中都很常见。开花植物为长有牙齿的哺乳动物提供了美味的食物,前者的牙齿甚至被设计得更适合咀嚼水果和种子,或咀嚼昆虫,当然昆虫要咀嚼开花植物并帮助后者授粉。
  导致恐龙灭绝的小行星撞击可能同时造成了当时既有哺乳动物3/4物种的死亡。但当时的哺乳动物大多都很小,所以其中有一些成功躲过了这场进化危机。在地球大致恢复常态后,希克苏鲁伯陨石撞击的幸存者发现自己身处一个陌生的新世界。恐龙的消失为它们带来了新机遇。哺乳动物在新的进化辐射中很快出现多样化。许多哺乳动物的体型渐大。在50万年内,就进化出了奶牛大小的食草哺乳动物和同样大的食肉类哺乳动物。此外还有灵长目动物,它们栖息在树上,我们人类就是由这一类动物进化而来。虽然最早的灵长目动物曾与恐龙同处一个世界,但其真正走向繁荣却是在恐龙灭絕之后。
  但哺乳动物要接管地球,还须成功度过另一次严重的危机。这就是古新世-始新世最热事件,即持续时间虽不是很长,却跨越古新世与始新世交界时段的严重温室气体致暖的一次危机,时间大约是在5600万年前。这次危机同样造成巨大危害,致使大批物种灭绝。古新世-始新世最热事件对今天的我们颇有启迪,因为它是地球史上地球因温室气体迅速变暖离我们最近的一个事例,那次最热事件结果是全球平均温度上升了5~9℃。当时火山活动异常强烈,来自火山的二氧化碳造成大气中的二氧化碳水平激增。而就在这个时候,在差不多一万年的时间里,相对于人类就是农业出现以来迄今人类史长短的这么一段时间,有件事情发生了,而且异常迅速。到这一时段结束,许多植物、动物和海洋生物都消失了。对此,目前最令人信服的猜测是:极地海洋的海水变暖,以至于甲烷气水包合物(冷冻的甲烷球,看起来像冰,可用火柴点燃)突然融化,释放出大量甲烷,而甲烷是一种比二氧化碳更强大的温室气体。结果造成整个地表很快升温。如果此说不误的话,我们真的要特别警惕今日极地海洋中的甲烷气水包合物呢。
  在持续大约20万年的气温高峰之后,全球气温开始缓慢下降,虽然其间夹杂着几次短暂的逆转。大气中的二氧化碳浓度也开始下降,同时伴随氧含量上升。赤道与极地之间的温差加大,造成大面积的冰层横跨南、北极,水被冰川锁住了,因此出现海平面下降。
  气候变冷的部分原因是出于地球轨道的周期和倾角发生变化。这种变化被称为米兰科维奇循环,是以最早发现这一现象的科学家命名的。伴随地球轨道周期和倾角发生变化,从太阳抵达地球的能流也出现了微妙的起伏。
  大约2600万年前,即更新世开启之时,世界进入了持续至今的冰期。而此前有大约2.5亿年的时间,整个地球从未像这般寒冷,因为盘古大陆自二叠纪末就已经分裂了。世界已经2.5亿年没有这么冷了。5000万年前,在这个后恐龙、古新世-始新世最热事件之后的寒冷且气候极不稳定的世界,我们的灵长目祖先开始进化了。
  (摘自中信出版集团《起源》)
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